Posttranslacijska modifikacija proteina ima važnu ulogu u regulaciji funkcije proteina i interakciji proteina s drugim molekulama. ADP-ribozilacija proteina je posttranslacijska modifikacija kojom se skupina ADP-riboze iz NAD⁺ prenosi na ciljne proteine. Za proces mono-ADP-ribozilacije odgovorni su enzimi mono-ADP-ribozil transferaze (mART) koji kataliziraju kovalentno vezanje jedne ADP-riboze na ciljni protein. Vezanje dodatnih molekula ADP-riboze kataliziraju poli-ADP-riboza polimeraze (PARP) pri čemu dolazi do sinteze polimera poli-ADP-riboze (PAR) (dugi negativno nabijeni lanci ponavljajućih jedinica ADP-riboze). Iako se smatralo da je metabolizam poli-ADP-riboze vezan isključivo uz eukariote, najnovija istraživanja pokazuju da postoji i kod nekih vrsta bakterija. ADP-ribozilacija proteina je reverzibilna modifikacija i uklanja se hidrolitičkim djelovanjem enzima mono-ADP-riboza protein hidrolaza (mARH) i poli-ADP-riboza glikohidrolaze (PARG).

Projekt obuhvaća istraživanje reverzibilne ADP-ribozilacije proteina i njenog utjecaja na metabolizam bakterija. Kao genetički model koristit ćemo bakteriju koja pripada rodu Streptomyces, S. coelicolor A3(2). Bakterije ovog roda su od iznimne važnosti jer proizvode preko dvije trećine antibiotika prirodnog porijekla koji imaju kliničku primjenu. Iako bakterije ADP-ribozilacijom proteina kontroliraju važne stanične putove (streptomiceti kontroliraju morfološku diferencijaciju i proizvodnju antibiotika), proteini (transferaze i hidrolaze) uključeni u regulaciju ovog procesa su uglavnom nepoznati. Cilj ovog projekta je identificirati i okarakterizirati enzime koji su odgovorni za proces reverzibilne ADP-ribozilacije proteina kod streptomiceta, kao i stanične putove, te ciljne proteine koje ovi enzimi reguliraju. Nadalje, analizirat ćemo i fiziološke posljedice inaktivacije pojedinih gena uključenih u proces ADP-ribozilacije kod streptomiceta.

Očekujemo da će naša istraživanja omogućiti bolje razumijevanje kontrole metabolizma i proizvodnje antibiotika kod streptomiceta (i drugih bakterija). Na temelju genomskih podataka i naših preliminarnih biokemijskih analiza pronašli smo kod S. coelicolor protein SCO6450 koji ima važnu ulogu u procesu mono-ADP-ribozilacije. Očuvanost ovog proteina od bakterija do čovjeka (ortolog SCO6450 kod čovjeka je MacroD1) omogućit će širenje područja našeg istraživanja na ljudski model.

Voditelj projekta

Dr. sc. Ivan Ahel
University of Oxford, Medical Sciences Division, Sir William Dunn School of Pathology

Glavni istraživač/suvoditelj projekta

Dr.sc. Andreja Mikoč
Institut Ruđer Bošković, Zavod za molekularnu biologiju, Laboratorij za molekularnu genetiku

Ostali suradnici na projektu

Institut Ruđer Bošković
Zavod za molekularnu biologiju, Laboratorij za molekularnu genetiku

• Dr. sc. Helena Ćetković
• Dr. sc. Bruna Pleše
• Dr. sc. Dragutin Perina
• Mirna Imešek, dipl. prof.
• Dr. sc. Helena Bilandžija
• Dr. sc. Jasna Lalić (od 03.03.2014.)
• Dr. sc. Melanija Posavec (od 02.02.2015.)

Zavod za fizičku kemiju, Laboratorij za kemijsku i biološku kristalografiju

• Dr. sc. Marija Luić
• Dr. sc. Zoran Štefanić
• Dr. sc. Ivana Leščić Ašler
• Igor Sabljić, dipl. ing.

Zavod za istraživanje mora i okoliša, Laboratorij za analitiku i biogeokemiju organskih spojeva

• Dr. sc. Marijan Ahel

University of Oxford
Medical Sciences Division, Sir William Dunn School of Pathology

• Dr. sc. Roko Žaja