Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38177Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Κάλφα, Ειρήνη | el |
| dc.contributor.author | Kalfa, Eirini | en |
| dc.date.accessioned | 2024-07-10T08:06:24Z | - |
| dc.date.available | 2024-07-10T08:06:24Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38177 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.17883 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Διαμεμβρανικοί μεταφορείς | el |
| dc.subject | Μεταφορείς νουκλεοτιδικών βάσεων | el |
| dc.subject | Ανασύσταση προγονικής αλληλουχίας | el |
| dc.subject | Transmembrane transporters | en |
| dc.subject | Nucleobase transporters | en |
| dc.subject | Ancestral sequence reconstruction | en |
| dc.title | Εξελικτική ανάλυση των εξειδικεύσεων των μεταφορέων νουκλεοτιδικών βάσεων-νουκλεοσιδίων | el |
| dc.title | Evolutionary analysis of the specificity profiles of nucleobases-nucleoside transporters | en |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.dateAvailable | 2024-07-10T08:07:25Z | - |
| heal.language | el | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας | el |
| heal.publicationDate | 2024-06 | - |
| heal.abstract | Η εργασία ασχολείται με την κατανόηση των διαφορών εξειδίκευσης σε διαμεμβρανικούς μεταφορείς πουρινών ή πυριμιδινών, οι οποίες είναι σημαντικές γιατί παρέχουν πληροφορίες για τους μηχανισμούς μεταφοράς και το πως η λειτουργία τους συνδέεται με τη δομή τους. Η διερεύνηση των διαφορών εξειδίκευσης γίνεται μέσω εξελικτικής ανάλυσης που δείχνει πως προκύπτουν οι διαφορετικές εξειδικεύσεις στους οργανισμούς παράλληλα με την προσαρμογή τους στο περιβάλλον τους. Συγκεκριμένα η ανάλυση στην παρούσα εργασία εστιάζει σε διαμεμβρανικούς μεταφορείς νουκλεοτιδικών βάσεων της οικογένειας NAT/NCS2. Η οικογένεια NAT/NCS2 εντοπίζεται σε όλα σχεδόν τα φύλα οργανισμών και περιλαμβάνει μεταφορείς με πολλές διαφορετικές εξειδικεύσεις. Η εξελικτική ανάλυση προσεγγίζεται με τη μέθοδο της Ανασύστασης Προγονικών Αλληλουχιών. Πρόκειται για μια μέθοδο «κάθετης» εξελικτικής ανάλυσης που εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο οι πρωτεΐνες μιας οικογένειας άλλαξαν κατά την πάροδο του χρόνου. Το πλεονέκτημα της μεθόδου αυτής σε σχέση με την «οριζόντια» ανάλυση σύγχρονων πρωτεϊνών είναι ότι εστιάζει στην διερεύνηση των προγονικών αλληλουχιών οι οποίες είναι απαλλαγμένες από την πληθώρα των ουδέτερων μεταλλάξεων που έχουν συσσωρευθεί στα σημερινά γονίδια και, επομένως, αποτελούν ένα μοριακό υπόβαθρο που διευκολύνει την αναγνώριση των καθοριστικών αλλαγών που οδήγησαν στις σημερινές αλλαγές της εξειδίκευσης. Επιπλέον με την προσέγγιση της Ανασύστασης λαμβάνεται υπόψιν το φαινόμενο της διαμορφωτικής επίστασης και αποκαλύπτονται αλληλεπιδράσεις που δεν μπορούν να αποκαλυφθούν από τις οριζόντιες αναλύσεις. Η μέθοδος εφαρμόστηκε αρχικά σε διαμεμβρανικούς μεταφορείς πουρινών και συγκεκριμένα σε μεταφορείς ξανθίνης/ουρικού οξέος για τη διερεύνηση της μοριακής βάσης της διαφοράς της εξειδίκευσης μεταξύ των δύο υποστρωμάτων. Έτσι, έγινε ανασύσταση του προγονικού μεταφορέα AncX1 στον υποκλάδο X1 του κλάδου μεταφορέων ξανθίνης/ουρικού οξέος. Στον κλάδο X1 ανήκουν μεταφορείς ξανθίνης, όπως o XanQ του E. coli (και ομόλογοι του) και μεταφορείς με διπλή εξειδίκευση για ξανθίνη και ουρικό οξύ, όπως ο PsyXUacT του P. cryohalolentis. H λειτουργική ανάλυση του ΑncX1 έδειξε ότι είναι πολύ χαμηλής ενεργότητας μεταφορέας ξανθίνης με ευρύ προφίλ εξειδίκευσης καθώς αναγνωρίζει τόσο πουρίνες (με εξαίρεση το ουρικό οξύ) όσο και πυριμιδίνες (εκτός από θυμίνη). H μέθοδος εφαρμόστηκε και σε μεταφορείς πυριμιδινών, ειδικότερα ουρακίλης και θυμίνης. Είχε ήδη πραγματοποιηθεί ανασύσταση του προγονικού μεταφορέα AncR1 του υποκλάδου R1 του κλάδου μεταφορέων ουρακίλης/θυμίνης, ο όποιος περιλαμβάνει χαρακτηρισμένους μεταφορείς ουρακίλης όπως ο AcS572 του A. calcoaceticus (ομόλογος του UraA του E. coli που ανήκει στον ευρύτερο κλάδο ουρακίλης/θυμίνης) αλλά και μεταφορείς ουρακίλης και θυμίνης, όπως ο RutG του E. coli. H λειτουργική ανάλυση του AncR1 έδειξε ότι είναι μεταφορέας ουρακίλης, όπως ο AcS572, αλλά με ευρεία εξειδίκευση, όπως ο RutG, καθώς αναγνωρίζει επίσης θυμίνη, κυτοσίνη αλλά και ξανθίνη. Ο μεταφορέας AncR1 έχει τα ίδια αμινοξικά κατάλοιπα με τους ΑcS572 και UraA στο κέντρο δέσμευσης του. Επομένως η διαφορά στην εξειδίκευση θα πρέπει να καθορίζεται από θέσεις εκτός του κέντρου δέσμευσης. Αυτό το διερευνήσαμε μέσω μεταλλαξιγένεσης σε θέσεις πιθανώς σημαντικές βάσει προηγούμενων μελετών σε μεταφορείς του κλάδου ουρακίλης/θυμίνης αλλά και της ευρύτερης οικογένειας ΝΑΤ/NCS2. Oι περισσότερες αλλαγές οδήγησαν σε ανενεργούς μεταφορείς με εξαίρεση το μετάλλαγμα AncR1(G354T/A365T) με αλλαγές σε δύο θέσεις που βρίσκονται στην μεσεπιφάνεια των δύο δομικών περιοχών του μεταφορέα. Οι αλλαγές αυτές διατηρούν την ενεργότητα χωρίς να περιορίζουν όμως το προφίλ εξειδίκευσης καθώς ο μεταφορέας αναγνωρίζει επίσης θυμίνη και ξανθίνη όπως και οι AncR1 και RutG (διατηρεί δηλαδή το ευρύτερο προφίλ εξειδίκευσης). Μελέτες συνδυαστικής μεταλλαξιγένεσης θα μπορούσαν ίσως να δώσουν μια καλύτερη εικόνα όσον αφορά τη σημαντικότητα των θέσεων αυτών για την εξειδίκευση. | el |
| heal.abstract | The study focuses on understanding the differences in specification of purine or pyrimidine transmembrane transporters, which are important because they provide information about the transport mechanisms and how their function is linked to their structure. Investigation of specification differences is carried out through evolutionary analysis, which shows how different specifications arise in organisms alongside their adaptation to their environment. Specifically, the analysis in this study focuses on transmembrane transporters of nucleotide bases belonging to the NAT/NCS2 family. The NAT/NCS2 family is found in almost all taxa of organisms and includes transporters with many different specifications. The evolutionary analysis is approached through the method of Ancestral Sequence Reconstruction. This is a "vertical" method of evolutionary analysis that examines how proteins of a family have changed over time. The advantage of this method compared to "horizontal" analysis of contemporary proteins is that it focuses on exploring ancestral sequences, which are free from the plethora of neutral mutations accumulated in present- day genes. Consequently, it provides a molecular background that facilitates the identification of key changes that led to the current specification changes. Additionally, with the Reconstruction approach, the phenomenon of epistasis is taken into account, revealing interactions that cannot be uncovered by horizontal analyses. The method was initially applied on purine, xanthine and uric acid specifically, transporters to investigate the molecular basis of the difference in specificity between the two substrates. The ancestral transporter AncX1, of the X1 sub-clade of the xanthine/uric acid transporter clade, was reconstructed. The X1 clade includes xanthine transporters, such as E. coli's XanQ (and its homologs), and transporters with double specificity for xanthine and uric acid, such as PsyXUacT of P. cryohalolentis. The functional analysis of AncX1 showed that it is a very low activity xanthine transporter with a broad specificity profile as it recognizes both purines (except for uric acid) and pyrimidines (except for thymine). The method was also applied on pyrimidine transporters, specifically for uracil and thymine. The ancestral transporter AncR1 of the R1 sub-clade of the uracil/thymine transporter clade had already been reconstructed. The R1 clade includes characterized uracil transporters such as AcS572 of A. calcoaceticus (a homolog of E. coli's UraA that belongs in the uracil/thymine clade) as well as transporters for both uracil and thymine, like RutG of E. coli. The functional analysis of AncR1 showed that it is an uracil transporter, like AcS572, but with a broad specificity, like RutG, as it also recognizes thymine, cytosine, and even xanthine. AncR1 has the same amino acid residues as AcS572 and UraA a2t its binding site. Therefore, the difference in specificity must be determined by residues outside the binding site. We investigated this through mutagenesis at potentially significant sites (based on previous studies on transporters of the uracil/thymine clade and other NAT/NCS2 family members). Most changes led to inactive transporters, except for the AncR1(G354T/A365T) mutant with changes at two residues located at the interface of the transporter's two domains. These changes maintain activity without affecting the specificity profile, as the transporter also recognizes thymine and xanthine, just like AncR1 and RutG (therefore retaining the broader specialization profile). Further studies that include combinational mutagenesis on these residues, could perhaps provide a better picture regarding their significance. | en |
| heal.advisorName | Φριλίγγος, Ευστάθιος | el |
| heal.committeeMemberName | Λιακόπουλος, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Χριστοφορίδης, Σάββας | el |
| heal.committeeMemberName | Μπέης, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Παπαμαρκάκη, Θωμαΐς | el |
| heal.committeeMemberName | Φριλίγγος, Ευστάθιος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 84 | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΙΑΤ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. Ειρήνη Κάλφα (2024).pdf | 4.57 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
