Structural and functional characterization of the Bordetella pertussis CyaA-RTX subdomain fragment
2
Issued Date
2012
Copyright Date
2012
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xiii, 131 leaves : ill. (some col.)
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Sc. (Molecular Genetics and Genetic Engineering))--Mahidol University, 2012
Suggested Citation
Kittipong Suvarnapunya Structural and functional characterization of the Bordetella pertussis CyaA-RTX subdomain fragment. Thesis (M.Sc. (Molecular Genetics and Genetic Engineering))--Mahidol University, 2012. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/95186
Title
Structural and functional characterization of the Bordetella pertussis CyaA-RTX subdomain fragment
Alternative Title(s)
การศึกษาโครงสร้างและหน้าที่การทำงานของโปรตีนสารพิษ CyaA ในส่วน RTX จากเชื้อแบคทีเรีย Bordetella pertussis
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
The bi-functional adenylate cyclase-hemolysin toxin (CyaA) is secreted by Bordetella pertussis, whooping cough pathogen, as a major toxin during its colonization in human upper respiratory tract. As a member of repeat-in-toxin (RTX), CyaA contains five blocks of consecutive nona-peptide repeat in the C-terminal. Additionally, to exert its activity, the toxin needed to be acylated at lysine-983 by acyltransferase, CyaC. This study is aimed to elucidate the structure of the RTX region using molecular modeling technique. CyaA-RTX (residues 931-1603) was put into molecular modeling using I.3 lipase from pseudomonas sp. as model template. The molecular parameters were all in acceptable range with 3.8% amino acid in not allowed region of Ramachandran plot. The main chain and side chain parameters were equivalent or better compared to the standard value. The model suggested that the regions were stabilized by four major forces, network of triggerable calcium binding, core hydrophobic interactions, beta-roll structures and inter-block interactions. In addition, in vivo studies reveal that the CyaA-RTX (residues 751-1706) co-expressed with the active CyaC, was unacylated. This infers the importance of the PF region (residues 482-750) in the activation mechanism of the toxin. Understanding the folding and mechanism of the toxin pave the way for better treatment and prevention of whooping cough and others RTX toxin related illness.
โรคไอกรนเกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Bordetella pertussis ซึ่งระหว่างการก่อโรคที่บริเวณทางเดินหายใจส่วนบนจะหลั่งโปรตีนสารพิษหลายชนิดออกมา หนึ่งในโปรตีนสารพิษที่สาคัญคือ CyaA โปรตีนสารพิษนี้จัดอยู่ในกลุ่ม repeat-in-toxin (RTX) ซึ่งมีลักษณะพิเศษคือ มีชุดของลาดับกรดอะมิโนจานวน 9 ตาแหน่ง ทั้งหมด 5 ชุด ที่ส่วน C-terminal นอกจากนี้โปรตีนสารพิษ CyaA ต้องการการกระตุ้นโดยการเติมหมู่สายโซ่ acyl โดยเอนไซม์ CyaC ที่ตาแหน่ง lysine-983 ในการศึกษานี้ ต้องการที่จะสร้างโครงสร้างจาลองระดับโมเลกุลของโปรตีนสารพิษ CyaA ในส่วน RTX (ลาดับกรดอะมิโนที่ 931-1603) ด้วยเทคนิค molecular modelling โดยมีโปรตีน I.3 lipase จาก pseudomonas sp. เป็นต้นแบบ ค่ามาตรฐานระดับโมเลกุลต่างๆอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ ค่ามุมของพันธะเพปไทด์ส่วนที่ยอมรับไม่ได้ใน Ramachandran plot อยู่ที่ 3.8% ค่า main chain และ side chain parameters อยู่ในช่วงมาตรฐานหรือดีกว่ามาตรฐาน โครงสร้างจาลองที่ได้แสดงให้เห็นปฏิสัมพันธ์สี่กลุ่มในการก่อโครงร่างของ CyaA-RTX อันได้แก่ แรงจากการจับกับไอออนแคลเซียม, hydrophobic interaction, beta-roll structures และแรงจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างบล็อก นอกจากนี้การศึกษาการผลิตโปรตีนสารพิษ CyaA ส่วน RTX (ลาดับกรดอะมิโนที่ 751-1706) ควบคู่กับเอนไซม์ CyaC ภายในเซลเดียวกัน พบว่า CyaA ที่ผลิตได้ไม่ถูกเติมหมู่สายโซ่ acyl แสดงให้เห็นว่าโปรตีน CyaA ส่วน PF (ลาดับกรดอะมิโนที่ 482-750) มีความสาคัญต่อกลไกการเติมหมู่สายโซ่ acyl ของ CyaC การศึกษาการก่อโครงสร้างและกลไกการกระตุ้นโปรตีนสารพิษ CyaAนี้ เป็นพื้นฐานเพื่อพัฒนาการป้องกันรักษาโรคไอกรน และโรคที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนสารพิษในกลุ่มนี้ต่อไป
โรคไอกรนเกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Bordetella pertussis ซึ่งระหว่างการก่อโรคที่บริเวณทางเดินหายใจส่วนบนจะหลั่งโปรตีนสารพิษหลายชนิดออกมา หนึ่งในโปรตีนสารพิษที่สาคัญคือ CyaA โปรตีนสารพิษนี้จัดอยู่ในกลุ่ม repeat-in-toxin (RTX) ซึ่งมีลักษณะพิเศษคือ มีชุดของลาดับกรดอะมิโนจานวน 9 ตาแหน่ง ทั้งหมด 5 ชุด ที่ส่วน C-terminal นอกจากนี้โปรตีนสารพิษ CyaA ต้องการการกระตุ้นโดยการเติมหมู่สายโซ่ acyl โดยเอนไซม์ CyaC ที่ตาแหน่ง lysine-983 ในการศึกษานี้ ต้องการที่จะสร้างโครงสร้างจาลองระดับโมเลกุลของโปรตีนสารพิษ CyaA ในส่วน RTX (ลาดับกรดอะมิโนที่ 931-1603) ด้วยเทคนิค molecular modelling โดยมีโปรตีน I.3 lipase จาก pseudomonas sp. เป็นต้นแบบ ค่ามาตรฐานระดับโมเลกุลต่างๆอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ ค่ามุมของพันธะเพปไทด์ส่วนที่ยอมรับไม่ได้ใน Ramachandran plot อยู่ที่ 3.8% ค่า main chain และ side chain parameters อยู่ในช่วงมาตรฐานหรือดีกว่ามาตรฐาน โครงสร้างจาลองที่ได้แสดงให้เห็นปฏิสัมพันธ์สี่กลุ่มในการก่อโครงร่างของ CyaA-RTX อันได้แก่ แรงจากการจับกับไอออนแคลเซียม, hydrophobic interaction, beta-roll structures และแรงจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างบล็อก นอกจากนี้การศึกษาการผลิตโปรตีนสารพิษ CyaA ส่วน RTX (ลาดับกรดอะมิโนที่ 751-1706) ควบคู่กับเอนไซม์ CyaC ภายในเซลเดียวกัน พบว่า CyaA ที่ผลิตได้ไม่ถูกเติมหมู่สายโซ่ acyl แสดงให้เห็นว่าโปรตีน CyaA ส่วน PF (ลาดับกรดอะมิโนที่ 482-750) มีความสาคัญต่อกลไกการเติมหมู่สายโซ่ acyl ของ CyaC การศึกษาการก่อโครงสร้างและกลไกการกระตุ้นโปรตีนสารพิษ CyaAนี้ เป็นพื้นฐานเพื่อพัฒนาการป้องกันรักษาโรคไอกรน และโรคที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนสารพิษในกลุ่มนี้ต่อไป
Description
Molecular Genetics and Genetic Engineering (Mahidol University 2012)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Institute of Molecular Biology and Genetics
Degree Discipline
Molecular Genetics and Genetic Engineering
Degree Grantor(s)
Mahidol University