DR. SÉRGIO MANUEL MARQUES

Projekt: BIOGATE - Racionální design a inženýrství bran v enzymech

Školitel: Prof. Mgr. Jiří Damborský

Hostitelská instituce: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí, MU

Země původu: Portugalsko

Předchozí působiště: Portugalsko, Itálie

Délka projektu: 34 měsíců

Panel: Živé vědy

Abstrakt:  

Brány jsou strukturálními prvky řídícími klíčové funkce u různých biologických systémů a molekulárních strojů. Přes jejich význam jsou znalosti o jejich struktuře a funkci stále omezené, přičemž do dnešního dne nedošlo k žádným pokusům o jejich racionální konstrukci. V rámci tohoto projektu navrhujeme vyvinout nové koncepty a metody řízení vlastnosti enzymů pomocí de novo designu vstupních bran. Za tímto účelem budou jako modelové enzymy použity halogenalkandehalogenázy, které představují rozsáhlou kategorii enzymů vyznačující se tím zanořeným aktivním místem spojeným s povrchem tunely. Dehalogenázy představují bakteriální enzymy, které katalyzují hydrolýzu široké škály halogenovaných organických sloučenin na odpovídající alkoholy. Díky této vlastnosti jsou tyto látky velmi zajímavé pro řadu biotechnologických aplikací, jako je například bioremediace, biokatalýza a biosenzory. V předchozích pracích bylo dosaženo přepracování tunelů dehalogenáz a úspěšně se osvědčilo při zvyšování aktivity enzymů a jejich enantioselektivity a stability. V rámci této práce budeme prostřednictvím systematického studia zkoumat dynamiku tunelů a jejich bran. V dalším kroku budeme provádět racionální design nových bran a optimalizovat jejich funkce pro maximalizace rychlosti reakce. Tento postup nám umožní navrhovat a experimentálně vytvářet mutantní enzymy se zlepšenými katalytickými vlastnostmi. Díky tomuto náročnému projektu očekáváme přinesení nových konceptů a metod proteinového inženýrství, které budou použitelné v rámci široké škály technologicky důležitých enzymů.