Borrelia burgdorferi beta-Barrel Assembly Machinery (BAM) kompleksa strukturālie un funkcionālie pētījumi

Abstract

Borrelia burgdorferi ir spirohetu dzimtas baktērija, kas izraisa Laimas slimību. Baktērijas dzīves cikla un patoģenēzes mehānismu nodrošināšanā ļoti būtiska loma ir ārējās membrānas proteīniem, kuri mijiedarbojas ar saimniekorganisma imūnsistēmu. Ārējās membrānas proteīnu savākšanos un lokalizāciju koordinē BAM komplekss, kuru veido piecus POTRA domēnus saturošs proteīns BamA (BB0795), kā arī palīg-lipoproteīni BamB (BB0028) un BamD (BB0324). Šobrīd nav izpētīts, kā B. burgdorferi BAM kompleksa uzbūvē BamB un BamD saistās ar proteīna BamA POTRA domēniem, un izpratne par BAM kompleksa proteīnu savstarpējo saistību un mijiedarbībām sniegs fundamentālas zināšanas par Borrelia proteīnu bioģenēzes procesiem. Darba mērķa sasniegšanai tika uzproducēti proteīni BamB un BamD, kā arī BamA proteīna 1-3 domēns un 3-5 domēns. Domēnu saistību ar BamB un BamD pārbaudīja ar gēlfiltrācijas palīdzību. Lai noteiktu precīzākas mijiedarbības starp domēniem un pētāmajiem proteīniem, mēģināja izveidot divu domēnu savienojumus, taču proteīni bija nešķīstoši un tos nācās refoldēt. Ar gēlfiltrācijas palīdzību izdevās noskaidrot, ka BamB saistās ar BamA proteīna 1-3 domēnu, bet BamD saistās ar BamA proteīna 3-5 domēnu. Maģistra darbs izstrādāts Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrā Dr. biol. Kalvja Branguļa vadībā 20 Atslēgvārdi: Borrelia burgdorferi, BAM komplekss, POTRA domēni, gēlfiltrācija

Borrelia burgdorferi is a bacterium from the spirochete class and the main causal agent of Lyme disease. Its outer membrane proteins, which interact with the host's immune system, play a crucial role in ensuring bacteria’s life cycle and pathogenic mechanisms. The assembly and localisation of external membrane proteins is coordinated by the BAM complex, which consists of the protein BamA (BB0795) containing five POTRA domains, as well as the accessory lipoproteins BamB (BB0028) and BamD (BB0324). It is currently unknown how BamB and BamD proteins in B. burgdorferi BAM complex bind to the BamA protein POTRA domains, and understanding the protein interactions within the BAM complex will provide fundamental knowledge about the process of protein biogenesis in Borrelia. To achieve the aim of the work, the BamB and BamD proteins, as well as the 1-3 domain and 3-5 domain of the BamA protein were produced. The interaction between the BamA protein domains and BamB or BamD protein was verified by gel filtration. To identify more precise interactions between domains and lipoproteins, it was attempted to produce two domain complexes, but the resulting proteins were insoluble and had to be refolded. By means of gel filtration, it was concluded that BamB binds to the 1-3 domain of BamA protein, while BamD binds to the 3-5 domain of BamA protein. The Master's thesis was conducted at the Latvian Biomedical Research and Study Centre of Latvia and led by Dr. biol. Kalvis Brangulis. Keywords: Borrelia burgdorferi, BAM complex, POTRA domains, Gel filtration.