Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1
448460.pdf: 1711084 bytes, checksum: 65dd3daa12164398aab7aa839028c683 (MD5)
Previous issue date: 2013-04-19 / Tuberculosis remains as one of the main cause of mortality worldwide due to a single infectious agent, Mycobacterium tuberculosis. The aroK-encoded Mycobacterium tuberculosis Shikimate Kinase (MtSK), shown to be essential for survival of bacilli, catalyzes the phosphoryl transfer from ATP to the carbon-3 hydroxyl group of shikimate (SKH), yielding shikimate-3-phosphate and ADP. Here we present purification to homogeneity, and oligomeric state determination of recombinant MtSK. Biochemical and biophysical data suggest that the chemical reaction catalyzed by monomeric MtSK follows a rapid-equilibrium random order of substrate binding, and ordered product release. Isothermal titration calorimetry (ITC) for binding of ligands to MtSK provided thermodynamic signatures of non-covalent interactions to each process. A comparison of steady-state kinetics parameters and equilibrium dissociation constant value determined by ITC showed that ATP binding does not increase the affinity of MtSK for SKH. In addition, there appears to be a positive free energy coupling of 3.2 kJ mol-1 for SKH binding to MtSK:Mg2+ATP binary complex, which suggest that ATP displays negative cooperativity for SKH binding. We suggest that MtSK would more appropriately be described as an aroL-encoded type II shikimate kinase. Our manuscript also gives thermodynamic description of SKH binding to MtSK and data for the number of protons exchanged during this bimolecular interaction. The negative value for the change in constant pressure heat capacity (ΔCp) and molecular homology model building suggest a pronounced contribution of desolvation of non-polar groups upon binary complex formation. Thermodynamic parameters were deconvoluted into hydrophobic and vibrational contributions upon MtSK:SKH binary complex formation. Data for the number of protons exchanged during this bimolecular interaction are interpreted in light of astructural model to try to propose the likely amino acid side chains that are the proton donors to bulk solvent following MtSK:SKH complex formation. / A tuberculose se mant?m como uma das principais causas de mortalidade ao redor do mundo devido a um ?nico agente infeccioso, o Mycobacterium tuberculosis. O gene aroK que codifica a enzima Chiquimato quinase de Mycobacterium tuberculosis (MtSK), que se mostrou essencial para a sobreviv?ncia do bacilo, catalisa a transfer?ncia de um grupo fosforil do ATP para o chiquimato (SKH), resultando em chiquimato-3-fosfato e ADP. O presente trabalho apresenta a purifica??o da prote?na MtSK at? a homogeneidade e a determina??o de seu estado oligom?rico em solu??o. Estudos bioqu?micos e biof?sicos apresentados nesta tese sugerem que a rea??o catalisada pela MtSK monom?rica segue um mecanismo de equil?brio r?pido ordenado aleat?rio na adi??o dos substratos e uma libera??o ordenada sequencial dos produtos. A an?lise por calorimetria de titula??o isot?rmica (ITC) das intera??es n?o covalentes da enzima MtSK com diferentes ligantes resultou na determina??o de assinaturas termodin?micas para cada um desses eventos de liga??o. A compara??o entre as constantes de afinidade obtidas por espectrofotometria e ITC demostraram que o ATP n?o aumenta a afinidade da prote?na MtSK pelo SKH. Al?m disso, foi determinada em + 3,2 kJ mol-1 a energia livre de acoplamento do SKH ao complexo bin?rio MTSK:Mg2+ATP, sugerindo que o ATP possui uma cooperatividade negativa em rela??o ao SKH. Esse trabalho sugere que a MtSK deveria ser mais apropriadamente descrita como uma chiquimato quinase do tipo II codificada pelo gene aroL. Adicionalmente, estre trabalho demonstra a descri??o termodin?mica do SKH se ligando a MtSK aonde os resultados sugerem o n?mero de pr?tons que est?o sendo trocados durante a intera??o bimolecular. O valor negativo encontrado para a capacidade calor?fica em press?o constante (ΔCp) e o modelo molecular por homologia criado sugerem uma pronunciada contribui??o na dessolvata??o de grupos apolares relacionados ? forma??o do complexo. As constantes termodin?micas foram separadas na contribui??o hidrof?bica e vibracional relacionadas ? forma??o do complexo bin?rio MtSK:SKH. Os resultados obtidos relacionados ? transfer?ncia de pr?tons durante a forma??o do complexo bin?rio foram analisados tendo como refer?ncia o modelo estrutural da enzima MtSK constru?do neste trabalho. De acordo com as cadeias laterais que fazem contato com o SKH no modelo proposto, se pode indicar que os amino?cidos Arg58 e Arg136 atuam como fonte de pr?tons durante a forma??o do complexo bin?rio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/5460 |
| Date | 19 April 2013 |
| Creators | Rosado, Leonardo Astolfi |
| Contributors | Basso, Luiz Augusto |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, BR, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8198246930096637360, 600, 600, 36528317262667714 |
Page generated in 0.0022 seconds