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Title
Structural characterization of monoglyceride lipases / by Philipp Aschauer
AuthorAschauer, Philipp
CensorOberer, Monika ; Breinbauer, Rolf
PublishedGraz, 2017
Description72 Blätter : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteKarl-Franzens-Universität Graz, Dissertation, 2017
Annotation
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
LanguageEnglish
Document typeDissertation (PhD)
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-117795 Persistent Identifier (URN)
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Structural characterization of monoglyceride lipases [5.94 mb]
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Abstract (German)

Monoacylglyceridlipasen (MGLs) sind Enzyme, die Monoacylglycerine (MGs) in Fettsäuren und Glycerol hydrolysieren. Sie kommen in allen Spezies vor und erfüllen unterschiedliche biologische Rollen. Eine wichtige Funktion ist die Hydrolyse von MGs im letzten Schritt der Lipolyse und die Bereitstellung von Fettsäuren als Substrat für die -Oxidation und zur Synthese andere Lipide. In Säugetieren regulieren sie 2-Arachidonoylglycerol, ein Endocannabinoid. Es wurde außerdem gezeigt, dass MGs Wachstum von Bakterien hemmen. Das Ziel dieser Arbeit war es, strukturelle Informationen über MGLs zu sammeln um Interpretationen über Strukturfunktionsbeziehungen zu ermöglichen und für MGLs universelle Merkmale zu identifizieren.Dazu wurden Untersuchungen an MGLs aus Saccharomyces cerevisiae (YJU3p), Mycobacterium tuberculosis (Rv0183) und an ABHD6 aus der Maus durchgeführt.Die Kristallstrukturen einer Löslichkeitsvariante von Yju3p in freier Form und in komplex mit einem Substratanalog, wurde bestimmt. Diese 3D-Strukturen zeigten Unterschiede in der Kappe im Vergleich zu anderen MGLs.Die Expression von ABHD6 in E. coli war problematisch und aktives Protein wurde nur durch in vitro zurückfalten erreicht. Es war jedoch nicht möglich, ausreichende Mengen für Kristallisationsexperimenten herzustellen.Die 3D-Struktur von Rv0183, die in dieser Arbeit erhalten wurde, zeigte eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit der Struktur der menschlichen MGL. Trotzdem waren Inhibitoren von humaner MGL nicht in der Lage, die Rv0183 zu hemmen. Computer Docking Experimente liefern eine rationale Erklärung für diese Beobachtung.Teil dieser Arbeit war ein Forschungsaufenthalt in der Gruppe von Brian Kobilka an der Stanford University. Während dieses Forschungsaufenthaltes wurde ein Gs/Glucagon-Rezeptorkomplex für die Kristallisation verfolgt. Zusätzlich wurden Kristallisationsexperimente für Adipozyten-Triglycerid-Lipase aus Graz (Monika Oberer Gruppe) durchgeführt (Appendix).

Abstract (English)

Monoacylglycerol lipases (MGLs) are enzymes hydrolyze monoacylglycerols (MGs) into fatty acids and glycerol. They are conserved across species and fulfill different biological roles. One important function is the hydrolysis of MGs in the last step of intracellular and extracellular lipolysis and providing fatty acids as substrate for -oxidation or as precursor for other lipids. In mammals they regulate levels of 2-arachidonoyl-glycerol, an endocannabinoid. MGs also have been shown to inhibit bacterial cell growth. The goal of this thesis was to gather structural information on MGLs, to enable interpretations about structure function relations and identify features universal for MGLs.To do so, structural studies of MGLs from the yeast Saccharomyces cerevisiae (Yju3p), Mycobacterium tuberculosis (Rv0183) and ABHD6 from mouse were perused.The crystal structure of a solubility variant of Yju3p in its free from and in complex with a substrate analog was determined. Those 3D structures showed some surprising features that mark differences in the cap compared to other MGLs.Expression of ABHD6 in E. coli was more challenging and active protein was only achieved after in vitro refolding. However, it was not possible to get sufficient quantities to perform crystallization experiments in the course of this thesis.The 3D structure of Rv0183 obtain in this thesis showed remarkable similarity to the structure of human MGL. Nevertheless, inhibitors of human MGL were not capable of inhibition the MGL from Mtb. Computational docking experiments provide a rational explanation for this observation.Part of this thesis was a research stay in Brian Kobilkas Group at Stanford University. During this research stay a Gs/Glucagon receptor complex for crystallization was pursued. Additionally crystallization experiments for Adipose triglyceride lipase sent from Graz (Monika Oberers group) were performed (appendix).