Steroidihormonien molekulaarinen tunnistus proteiineilla
KOTIPELTO, TAPIO (2010)
2010
Biokemia - Biochemistry
Lääketieteellinen tiedekunta - Faculty of Medicine
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2010-02-26
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-20391
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-20391
Tiivistelmä
Tutkimuksen tausta ja tavoitteet: Steroidihormonien biologiset vaikutukset ovat hyvin erilaisia, mutta niiden molekyylirakenteessa on vain vähäisiä eroja. Huolimatta steroidien rakenteellisesta samankaltaisuudesta tietyt luonnolliset proteiinit kykenevät tunnistamaan ja sitomaan steroideja suurella sekä spesifisti että suurella affiniteetilla. Tähän mennessä tätä tunnistuskykyä ei ole saatu siirrettyä synteettisiin molekyyleihin. Tämä tutkielma on osa laajempaa tutkimusta, jonka tavoite on luoda testosteronia tunnistava avidiini. Tämän tutkielman tarkoitus on kartoittaa erityyppiset steroideja tunnistavat luonnolliset proteiinit, koota tietoa niin niiden rakenteesta ja toiminnasta kuin eroista ja yhtäläisyyksistä ja tutkia olisiko erilaisilla androgeenejä tunnistavilla proteiineilla hyödynnettävissä olevia yhteisiä ominaisuuksia.
Menetelmät: Kirjallisuuden ja tietokantojen systemaattinen läpikäyminen eri steroideja tunnistavien proteiinien löytämiseksi; näiden proteiinien sidontapaikkojen molekyylirakenteen analysointi in silico eri mallinnusohjelmia hyödyntäen sekä vertaileva tutkimus steroiden sidontaan liittyvien yhteisten ja testosteronin sidonnan erityispiirteiden löytämiseksi.
Tulokset: Steroideja tunnistavien proteiinen sidontapaikka voi olla niin α-heliksien, ß-laskosten kuin silmukoidenkin muodostama. Kaikkien tutkittujen steroideja tunnnistavien proteiinien sidontapaikat ovat steroidiligandiensa tavoin pääosin hydrofobisia. Niissä kaikissa on kuitenkin yksi tai useampi polaarinen aminohappotähde, joka solmii vetysidoksen ligandin polaarisen pääteryhmän kanssa. Kaikkien C3-karbonyylihapen omaavien steroidien reseptoreilla on ligandin konservoituneet glutamiinitähde heliksissä 3 ja arginiinitähde heliksissä 5. Nämä kaksi aminohappotähdettä muodostavat kaikilla vetysidokset C3-karbonyylihapen kanssa. Kaikilla steroidireseptoreilla hER-B:aa lukuun ottamatta on sidontataskussaan myös hyvin konservoitunut fenyylialaniini. Tämä kookas hydrofobinen aminohappotähde osallistuu ligandin rungon sidontaan. Myös sukupuolihormoneja sitovalla proteiinilla (SBHG) on vastaava fenyylialaniinitähde.
Johtopäätökset: Steroidihormonien spesifi tunnistus ei ole sidoksissa tunnistavan proteiinin sekundaarirakenteisiin. Steroidien molekulaarinen tunnistus edellyttää tunnistavalta proteiinilta pääosin hydrofobista onkaloa, jossa on steroidin polaarisia pääteryhmiä vastaavat polaariset aminohappotähteet. Hyvä lähtökohta 3C-karbonyyliryhmän omaavan steroidin spesifille tunnistusproteiinille voisi olla steroidireseptorien arginiini-glutamiini-parin kopioiminen sidontataskuun.
Menetelmät: Kirjallisuuden ja tietokantojen systemaattinen läpikäyminen eri steroideja tunnistavien proteiinien löytämiseksi; näiden proteiinien sidontapaikkojen molekyylirakenteen analysointi in silico eri mallinnusohjelmia hyödyntäen sekä vertaileva tutkimus steroiden sidontaan liittyvien yhteisten ja testosteronin sidonnan erityispiirteiden löytämiseksi.
Tulokset: Steroideja tunnistavien proteiinen sidontapaikka voi olla niin α-heliksien, ß-laskosten kuin silmukoidenkin muodostama. Kaikkien tutkittujen steroideja tunnnistavien proteiinien sidontapaikat ovat steroidiligandiensa tavoin pääosin hydrofobisia. Niissä kaikissa on kuitenkin yksi tai useampi polaarinen aminohappotähde, joka solmii vetysidoksen ligandin polaarisen pääteryhmän kanssa. Kaikkien C3-karbonyylihapen omaavien steroidien reseptoreilla on ligandin konservoituneet glutamiinitähde heliksissä 3 ja arginiinitähde heliksissä 5. Nämä kaksi aminohappotähdettä muodostavat kaikilla vetysidokset C3-karbonyylihapen kanssa. Kaikilla steroidireseptoreilla hER-B:aa lukuun ottamatta on sidontataskussaan myös hyvin konservoitunut fenyylialaniini. Tämä kookas hydrofobinen aminohappotähde osallistuu ligandin rungon sidontaan. Myös sukupuolihormoneja sitovalla proteiinilla (SBHG) on vastaava fenyylialaniinitähde.
Johtopäätökset: Steroidihormonien spesifi tunnistus ei ole sidoksissa tunnistavan proteiinin sekundaarirakenteisiin. Steroidien molekulaarinen tunnistus edellyttää tunnistavalta proteiinilta pääosin hydrofobista onkaloa, jossa on steroidin polaarisia pääteryhmiä vastaavat polaariset aminohappotähteet. Hyvä lähtökohta 3C-karbonyyliryhmän omaavan steroidin spesifille tunnistusproteiinille voisi olla steroidireseptorien arginiini-glutamiini-parin kopioiminen sidontataskuun.