Characterization of thermodynamically stabilizing mutations in a light-producing deoxyribozyme using NMR spectroscopy
| Název práce v češtině: | Charakterizace termodynamicky stabilizujících mutací ve světlo-produkujícím deoxyribozymu pomocí NMR spektroskopie |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Characterization of thermodynamically stabilizing mutations in a light-producing deoxyribozyme using NMR spectroscopy |
| Klíčová slova: | deoxyribozym, katalytická DNA, termostabilita, tání, nukleární magnetická rezonance |
| Klíčová slova anglicky: | deoxyribozyme, catalytic DNA, thermostability, melting, nuclear magnetic resonance |
| Akademický rok vypsání: | 2020/2021 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Laboratoř NMR spektroskopie (31-204) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Zdeněk Tošner, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem |
| Datum přihlášení: | 10.11.2020 |
| Datum zadání: | 10.11.2020 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 23.08.2021 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 07.09.2021 |
| Oponenti: | Mgr. Klára Kohoutová, Ph.D. |
| Konzultanti: | Edward Arthur Curtis, Ph.D. |
| Předběžná náplň práce |
| Ve spolupráci se skupinou Dr. Curtise se budeme věnovat studiu světlo-produkujícímu DNA enzymu a jeho mutacím, jejichž stabilita vzhledem k teplotě tání bude sledována pomocí 1H NMR spektroskopie. Tato práce bude vedena v anglickém jazyce. Bližší náplň práce je tedy uvedena v anglické verzi. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Like proteins, DNA molecules can catalyze chemical reactions. Inspired by the potential uses of catalytic DNA, an artificial evolution was used in Dr. Curtis’ lab to identify a deoxyribozyme that catalyzes a chemiluminescent reaction. Our current goal is to obtain a structure of this deoxyribozyme at atomic-level resolution. In the case of both protein and nucleic acid enzymes, high-resolution structural characterization is often facilitated by mutations that increase stability at high temperatures. A rational design approach was chosen to identify such modifications; a series of previously described stabilizing loops were inserted into a hairpin in the catalytic core of the deoxyribozyme, and NMR spectroscopy was used to characterize the effect of these loop sequences on the melting temperature of the deoxyribozyme. Variable-temperature (VT) 1H-NMR spectra of these variants were measured, and the melting transition of their structure was investigated. In addition, the ability of deoxyribozymes to retain their catalytic activity at higher temperatures was studied and provided further insight into the sequence elements that demonstrate a thermostabilizing effect. |