CREATING OF FLAGELLIN-BASED MOLECULAR OBJECTS. Anett Sebestyén

Hasonló dokumentumok
FLAGELLINALAPÚ MOLEKULÁRIS OBJEKTUMOK LÉTREHOZÁSA. Sebestyén Anett

Biokatalitikus Baeyer-Villiger oxidációk Doktori (PhD) értekezés tézisei. Muskotál Adél. Dr. Vonderviszt Ferenc

Biocatalytic Baeyer-Villiger oxidations PhD Thesis. Adél Muskotál. Dr. Ferenc Vonderviszt

Suppl. Materials. Polyhydroxyalkanoate (PHA) Granules Have no Phospholipids. Germany

Supporting Information

There are no translations available. CURRENT APPOINTMENT(S):

Hasznos és kártevő rovarok monitorozása innovatív szenzorokkal (LIFE13 ENV/HU/001092)

Construction of a cube given with its centre and a sideline


2. Local communities involved in landscape architecture in Óbuda

A HAP2-sapka és a flagelláris filamentum közötti kölcsönhatás mechanizmusának vizsgálata

A cell-based screening system for RNA Polymerase I inhibitors

Phenotype. Genotype. It is like any other experiment! What is a bioinformatics experiment? Remember the Goal. Infectious Disease Paradigm

Supporting Information

On The Number Of Slim Semimodular Lattices

PETER PAZMANY CATHOLIC UNIVERSITY Consortium members SEMMELWEIS UNIVERSITY, DIALOG CAMPUS PUBLISHER

Sebastián Sáez Senior Trade Economist INTERNATIONAL TRADE DEPARTMENT WORLD BANK

Correlation & Linear Regression in SPSS

Trinucleotide Repeat Diseases: CRISPR Cas9 PacBio no PCR Sequencing MFMER slide-1

Összefoglalás. Summary. Bevezetés

EPILEPSY TREATMENT: VAGUS NERVE STIMULATION. Sakoun Phommavongsa November 12, 2013

AZ ERDÕ NÖVEKEDÉSÉNEK VIZSGÁLATA TÉRINFORMATIKAI ÉS FOTOGRAMMETRIAI MÓDSZEREKKEL KARSZTOS MINTATERÜLETEN

NYOMÁSOS ÖNTÉS KÖZBEN ÉBREDŐ NYOMÁSVISZONYOK MÉRÉTECHNOLÓGIAI TERVEZÉSE DEVELOPMENT OF CAVITY PRESSURE MEASUREMENT FOR HIGH PRESURE DIE CASTING

A Magyar Honvédség hírrendszerének továbbfejlesztése

Információtartalmú elemzések a közlekedéseredetű szennyezőanyagok hatásvizsgálatánál

Current Weed Control strategies in sorghum I

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI HÁROMFÁZISÚ MEGOSZLÁS ALKALMAZÁSA ÉLELMISZERFEHÉRJÉKVIZSGÁLATÁBAN

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

± ± ± ƒ ± ± ± ± ± ± ± ƒ. ± ± ƒ ± ± ± ± ƒ. ± ± ± ± ƒ

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

PUBLIKÁCIÓS ÉS ALKOTÁSI TEVÉKENYSÉG ÉRTÉKELÉSE, IDÉZETTSÉG Oktatói, kutatói munkakörök betöltéséhez, magasabb fokozatba történı kinevezéshez.

A BÜKKI KARSZTVÍZSZINT ÉSZLELŐ RENDSZER KERETÉBEN GYŰJTÖTT HIDROMETEOROLÓGIAI ADATOK ELEMZÉSE

Expansion of Red Deer and afforestation in Hungary

Résbefúvó anemosztátok méréses vizsgálata érintõleges légvezetési rendszer alkalmazása esetén

Összefoglalás. Summary

PUBLIKÁCIÓS LISTA MAGYAR NYELVEN, LEKTORÁLT FOLYÓIRATBAN MEGJELENT:

Városi hősziget vizsgálatok Budapest térségében az UHI nemzetközi projekt keretében. Dr. Baranka Györgyi

Modular Optimization of Hemicellulose-utilizing Pathway in. Corynebacterium glutamicum for Consolidated Bioprocessing of

Having regard to the Treaty establishing the European Community,

Néhány folyóiratkereső rendszer felsorolása és példa segítségével vázlatos bemutatása Sasvári Péter

Gabonacsíra- és amarant fehérjék funkcionális jellemzése modell és komplex rendszerekben

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet Factor Analysis

University of Bristol - Explore Bristol Research

Nemzetközi folyóiratban megjelent tudományos közlemények, könyvfejezet

7 th Iron Smelting Symposium 2010, Holland

Alapítvány a Magyar Peptid és Fehérjekutatásért. Foundation for the Hungarian Peptide and Protein Research

A kerámiaipar struktúrája napjainkban Magyarországon

Extraktív heteroazeotróp desztilláció: ökologikus elválasztási eljárás nemideális

KIRÁLIS I FORMÁCIÓK TERJEDÉSI MECHA IZMUSA ALKIL-KOBALT-TRIKARBO IL- FOSZFÁ KOMPLEXEKBE. Doktori (PhD) értekezés tézisei. Kurdi Róbert.

Drótposta: ; ; Honlapom:

KOGGM614 JÁRMŰIPARI KUTATÁS ÉS FEJLESZTÉS FOLYAMATA

A évi fizikai Nobel-díj

építészet & design ipari alkalmazás teherautó felépítmény

Bird species status and trends reporting format for the period (Annex 2)

Pro sensors Measurement sensors to IP Thermo Professional network

Extreme flood events in the Lower Tisza Region The relevance of the excess water

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar

SZAKMAI ÖNÉLETRAJZ. 6. viselkedéselemző/pszichológus (klinikai- és egészségpszichológia szakirány)

Publikációs lista. Gódor Győző július 14. Cikk szerkesztett könyvben Külföldön megjelent idegen nyelvű folyóiratcikk...

Publikációs lista Szabó Szilárd

Revenue Stamp Album for Hungary Magyar illetékbélyeg album. Content (tartalom) Documentary Stamps (okmánybélyegek)

ZAJÁCZ EDIT publikációs lista

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Web Services. (webszolgáltatások): egy osztott alkalmazásfejlesztési plattform

B/16. számú melléklet Önéletrajz sablon

KELET-ÁZSIAI DUPLANÁDAS HANGSZEREK ÉS A HICHIRIKI HASZNÁLATA A 20. SZÁZADI ÉS A KORTÁRS ZENÉBEN

Süle Zoltán publikációs listája

Oszvald Mária. A búza tartalékfehérjék tulajdonságainak in vitro és in vivo vizsgálata rizs modell rendszerben

A nemi különbségek vizsgálatáról lévén szó, elsődleges volt a nemi hormonok, mint belső környezetbeli különbségeket létrehozó tényezők szerepének

Bokor Judit PhD. Szerz, cím, megjelenés helye, Szerz, cím, megjelenés helye, Szerz, cím, megjelenés. helye, PUBLIKÁCIÓ. Könyv, idegen nyelv

Új típusú csillag kopolimerek előállítása és funkcionalizálása. Doktori értekezés tézisei. Szanka Amália

Supplemental Information. Investigation of Penicillin Binding Protein. (PBP)-like Peptide Cyclase and Hydrolase

Tóth István Balázs személyi adatai és szakmai önéletrajza

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

DR. LAKATOS ÁKOS PH.D PUBLIKÁCIÓS LISTÁJA B) TUDOMÁNYOS FOLYÓIRATBELI KÖZLEMÉNYEK

A TALAJTAKARÁS HATÁSA A TALAJ NEDVESSÉGTARTALMÁRA ASZÁLYOS IDŐJÁRÁSBAN GYÖNGYÖSÖN. VARGA ISTVÁN dr. - NAGY-KOVÁCS ERIKA - LEFLER PÉTER ÖSSZEFOGLALÁS

Effect of the different parameters to the surface roughness in freeform surface milling

Eredeti gyógyszerkutatás. ELTE TTK vegyészhallgatók számára Dr Arányi Péter 2009 március, 4.ea. Szerkezet optimalizálás (I.)

Ultrasound biomicroscopy as a diagnostic method of corneal degeneration and inflammation


1918 December 1 út, 15/H/4, Sepsiszentgyörgy (Románia) Mobil biro_biborka@yahoo.com

MAGYAR AFRIKA TÁRSASÁG AFRICAN-HUNGARIAN UNION

A TÓGAZDASÁGI HALTERMELÉS SZERKEZETÉNEK ELEMZÉSE. SZATHMÁRI LÁSZLÓ d r.- TENK ANTAL dr. ÖSSZEFOGLALÁS

ERD14: egy funkcionálisan rendezetlen dehidrin fehérje szerkezeti és funkcionális jellemzése

Újabb eredmények a borok nyomelemtartalmáról Doktori (PhD) értekezés tézisei. Murányi Zoltán

Geotermikus oktatás, továbbképzés nem csak magyarul!

Orvosi Genomtudomány 2014 Medical Genomics Április 8 Május 22 8th April 22nd May

11 Arany Janos st., RO , Cluj-Napoca, Romania

EN United in diversity EN A8-0206/419. Amendment

Fügedi Balázs PhD. Szerz, cím, megjelenés helye, Szerz, cím, megjelenés. Szerz, cím, megjelenés helye, helye, PUBLIKÁCIÓ. Könyv, idegen nyelv

DR. VERMES PÁL főiskolai tanár ÍRÁSOS PUBLIKÁCIÓS TEVÉKENYSÉGE ( ) (önálló és társszerzős)

Bioinformatics: Blending. Biology and Computer Science

Dr. Sasvári Péter Egyetemi docens

Utolsó frissítés / Last update: február Szerkesztő / Editor: Csatlós Árpádné

Városi légszennyezettség vizsgálata térinformatikai és matematikai statisztikai módszerek alkalmazásával

ACO burkolható fedlapok. ACO műszaki katalógus ACO Burkolható fedlapok UNIFACE PAVING SOLID

DR. BOROMISZA ZSOMBOR. A zalakarosi termáltó tájbaillesztése

Rotary District 1911 DISTRICT TÁMOGATÁS IGÉNYLŐ LAP District Grants Application Form

UNIVERSITY OF PUBLIC SERVICE Doctoral School of Military Sciences. AUTHOR S SUMMARY (Thesis) Balázs Laufer

Átírás:

University of Pannonia Faculty of Information Technology Department of Nanotechnology CREATING OF FLAGELLIN-BASED MOLECULAR OBJECTS Theses of PhD dissertation Anett Sebestyén Environmental Sciences PhD School Supervisor: Dr. Ferenc Vonderviszt Veszprém 2008.

SUMMARY Biosensors and protein-chips usually apply antibodies as recognition elements. However, these proteins are expensive, poorly stable and hard to prepare. It is highly desirable to replace antibodies with other kind of sensing molecules. Flagellin, the subunit protein of bacterial flagellar filaments, is a protein polymerizable to form long filaments. The helical filaments of bacterial flagella are made of several tens of thousands copies of the flagellin protein. Flagellar filaments are self-assembling systems, i.e. under suitable conditions flagellin monomers can spontaneously assemble into filaments with a structure identical to that of the native filaments. Polymerization of flagellin subunits can be controlled easily, and the obtained filaments are resistant to physical and chemical effects, resistant to proteases and their structure is well known at the atomic level. The central portion of the amino acid sequence of flagellin, which forms the outer part of the filament, is highly variable, and can be modified by genetic engineering or chemical treatment without affecting polymerization ability. I have created Ni- and As-binding flagellin mutants by molecular graphics and genetic engineering. These modified flagellins can be used capable of recognizing and binding desired heavy metal ions. Flagellin-based receptors can be produced easily and inexpensively by bacteria, and purified with an ease without lysing the cells, and flagellins, due to their polymerization ability, can be used to build filamentous structures with a very high binding site density on their surface. Moreover I have presented, that the variable D3 domain of flagellin has small size and stable structure makes it a promising protein scaffold for the development of artificial binding proteins. Further these filamentous receptors or the D3 domain alone may serve as basic recognition units of optical sensors to measure heavy metal contamination of fresh waters. 2

NEW SCIENTIFIC RESULTS / THESES 1. In Ni-binding proteins occuring in nature, the coordination of the Ni ions usually performed by imidazole groups of several (2-4) histidine side chains. By computerized graphics and molecular modeling I have established the variable D3 region of the flagellin to identify amino acids having side chains in suitable orientation and distance for constructing metal ion binding centre by replacing the relevant amino acids with histidine. The proposed Ni-binding variants were constructed by site-directed mutagenesis. Quantitative analysis of the Ni-binding ability of Leu209His-Val235His-Lys241His- Ser264His mutant was performed by isothermal titrating microcalorimetry. I have proved, that the dissociation constant of Ni-binding Kd= 5 μm and one Ni ion was bound to one flagellin subunit. 2. In the bacterial arsenic-binding protein (ArsR) can be found a polypetide segment specific binding of arsenic-ion. The amino acid sequence of As-binding motif is the next: SerGlyGluLeuCysValCysAspLeuCysThrAlaLeuAspGln. This segment has strongly streched conformation, distance of ends is close 20 Å. From size of this segment I have found it can be inserted into the Ala 262-Thr273 surface loop region of D3 domain. I have cut the Ala 262-Thr273 region from D3 domain, and I have inserted the As-binding motif by multi-steps PCR. The As-binding flagellin variant also showed an affinity for arsenite in the micromolar range. 3. Investigating the mechanism of filament formation, the hypothesis that the free N- terminal region of filament bind to the C-terminal region of the next subunit I have verified by fluorescence resonance energy transfer method. From examination of truncated flagellin s polymerization I established that the observations are consistent with the coiled-coil model of filament formation, which suggests that the α-helical N- and C- terminal regions of axially adjacent subunits form an interlocking pattern of helical bundles upon polymerization. 3

4. Filamentous structure building Ni-binding variants was immobilized on surface of a sensor chip without dextran matrix and it was examined by SPR method. I have proved, that the mutant filament have very high binding site density on their surface allowing trace level heavy metal ion analysis by optical methods. 5. I have cloned the gene segment encoding the D3 domain of flagellin. The structural stability of isolated D3 was characterized by differential scanning microcalorimetry, and proteolysis by trypsin. The experiments have revealed that isolated D3 has a stable tertiary structure which is highly resistant against proteolytic digestion. Its small size and stable structure makes D3 a promising protein scaffold for the development of artificial binding proteins. 4

PUBLICATIONS, PRESENTATIONS SEBESTYÉN, A., MUSKOTÁL, A., VÉGH B.M., & VONDERVISZT, F. The Hypervariable D3 Domain of Salmonella Flagellin Is an Autonomous Folding Unit. Protein and Peptide Letters, 15, 54-57. (2008). SEBESTYÉN, A, VÉGH, B.M., SZEKRÉNYES, Á., KURUNCZI, S., VONDERVISZT, F. Nehézfém-kötő flagellin alapú receptorok. Biokémia XXX/4. (2006). GUGOLYA, Z., MUSKOTÁL, A., SEBESTYÉN, A., DIÓSZEGHY, Z. & VONDERVISZT, F. Interaction of the disordered terminal regions of flagellin upon flagellar filament formation. FEBS Letters, 535, 66-70. (2003). MUSKOTÁL, A., KIRÁLY, R., SEBESTYÉN, A., GUGOLYA, Z.,VÉGH B.M. VONDERVISZT, F. Interaction of FliS flagellar chaperone with flagellin. FEBS Letters, Vol. 580, 3916-3920 (2006). FECZKÓ, T., MUSKOTÁL, A., GÁL, L., SZÉPVÖLGYI, J., SEBESTYÉN, A., VONDERVISZT, F. Synthesis of Ni-Zn ferrite nanoparticles in radiofrequency thermal plasma reactor and their use for purification of histidine-tagged proteins, J. Nanoparticle Research, (accepted for publication). SEBESTYÉN, A., MUSKOTÁL, A., GYIMESI, G., VONDERVISZT, F., BÁRSONY, I.: Ni- and As-binding flagellin-based receptors. E-MRS Spring Meeting, Strasbourg (France, 2007). KURUNCZI, S., NAGY, N., TÓTH, A. L., SEBESTYÉN, A., VONDERVISZT, F., BÁRSONY, I.: Immobilization of protein filaments on surfaces for optical sensing. E-MRS Spring Meeting, Strasbourg (France, 2007). PAP, A. E., KURUNCZI, S., SEBESTYÉN, A., TÓTH, A. L., VONDERVISZT, F., BÁRSONY, I.: Immobilization of protein segments into porous silicon for biosensor application. E-MRS Spring Meeting, Strasbourg (France, 2007). SEBESTYÉN, A., MUSKOTÁL, A., SZEKRÉNYES, Á., GYIMESI, G., KURUNCZI, S., VONDERVISZT, F.: Nehézfém-kötő flagellin alapú receptorok Műszaki Kémiai Napok 07 Veszprém (Hungary, 2007). 5

SEBESTYÉN, A., MUSKOTÁL, A., SZEKRÉNYES, Á., GYIMESI, G., KURUNCZI, S. ÉS VONDERVISZT, F.: Nehézfém-kötő flagellin alapú receptorok Nanobiológia Miniszimpózium, Pécs (Hungary, 2006). best poster award SEBESTYÉN, A., GUGOLYA, Z., JAKAB, G., DIÓSZEGHY, Z., ZÁVODSZKY, P. & VONDERVISZT, F.: The FliH component of the flagellar export apparatus is a multizinc enzyme with phospholipase activity. 30th FEBS Congress - 9th IUBMB Conference, Budapest (Hungary, 2005). SEBESTYÉN, A., GUGOLYA, Z., JAKAB, G., MUSKOTÁL, A., DIÓSZEGHY, Z., ZÁVODSZKY, P., VONDERVISZT, F.: A flagellumspecifikus exportrendszer FliH komponense foszfolipáz aktivitással rendelkező multi-cink fehérje. A Magyar Biofizikai Társaság XXII. Kongresszusa. Debrecen (Hungary, 2005). KURUNCZI, S., TÓTH, A. L., SEBESTYÉN, A., VONDERVISZT, F., BÁRSONY, I.: Immobilization of protein filaments on surfaces for optical sensing. Hungarian Nanotechnolgy Symposium. Budapest (Hungary, 2005). MUSKOTÁL, A., KIRÁLY, R., SEBESTYÉN A., VÉGH B., VONDERVISZT F.: A flagellinspecifikus FliS dajkafehérje jellemzése. A Magyar Biokémiai Egyesület Molekuláris Biológiai Szakosztályának 8. Munkaértekezlete. Tihany (Hungary, 2003). MUSKOTÁL, A., SEBESTYÉN, A.: A flagellinmolekula rendezetlen terminális régióinak szerepe az alegységek kölcsönhatásaiban, ELTE, OTDK Konferencia (2003). 3 rd prize MUSKOTÁL, A., SEBESTYÉN, A., GUGOLYA, Z., DIÓSZEGHY, Z., VONDERVISZT, F.: A flagellinmolekula rendezetlen terminális régióinak szerepe az alegységek kölcsönhatásaiban. A Magyar Biokémiai Egyesület Molekuláris Biológiai Szakosztályának 7. Munkaértekezlete. Keszthely, (Hungary, 2002). VONDERVISZT, F., MUSKOTÁL, A., SEBESTYÉN, A., GUGOLYA, Z., DIÓSZEGHY Z.: Interaction of the disordered terminal regions of flagellin upon filament formation. XIV. International Biophysics Congress, Buenos Aires (Argentina, 2002). MUSKOTÁL A., SEBESTYÉN A., VONDERVISZT F.: A flagellinmolekula rendezetlen terminális régióinak szerepe az alegységek kölcsönhatásaiban. A Magyar Biofizikai Társaság Molekuláris Biofizika Szekciójának szegedi szekcióülése (2002). 6

MUSKOTÁL A., SEBESTYÉN A.: A flagellinmolekula rendezetlen terminális régióinak szerepe az alegységek kölcsönhatásaiban, VIII. Országos Felsőoktatási Környezettudományi Diákkonferencia, Veszprém (2002) Ministry of Environment and Water s prize MUSKOTÁL A., SEBESTYÉN A.: A flagellinmolekula rendezetlen terminális régióinak szerepe az alegységek kölcsönhatásaiban, VE, TDK Konferencia (2001) 2 nd prize 7