Master oppgave eller bachelor oppgave om molekyl mekanismen til enzymer som gjør bakterier resistent mot penicillin antibiotika

Forskingsgruppe: Mer info på forsknings gruppa sin hjemmeside LacZymes eller senteret CANS.

Bakgrunn: Vi bruker tre dimensjonale (3D) strukturer for å forstå den molekylære mekanismen til enzymer som gir antibiotika resistens. Vi jobber med penicillin lignede antibiotika og disse heter β-laktamerer. Det er fordi selv om penicillin ble oppdaget for lenge siden, er β-laktamer fortsatt de mest brukte antibiotikum i Norge og i hele verden. Bakterier som er resistente mot β-laktamer lager ofte spesialiserte proteiner kalt enzymer som bryter ned β-laktamene.

Disse enzymene studerer vi i 3D, i løsning på biokjemi laben og ved evolusjon i bakterier.  

Metoder å bruke i oppgaven:

• Protein uttrykk i E. coli bakterier
• Protein rensing
• Lage mutasjoner i proteinet
• Protein karakterisering som
  • Enzym aktivitet (kcat/KM), smelte-temperatur (Tm), effekt av inhibitorer, aktiverings energi (Ea).  
• Krystallisering med substrat (β-laktamer) eller inhibitorer.
• Struktur løsning av mutanter, enzymer bundet substrat eller bundet til inhibitorer.

Målet med en slik oppgave kan være: i) For noen enzymer vil vi forstå enzym mekanismen for mutasjoner som ble identifisert ved evolusjon av hele bakterier. Ved å skjønne hvorfor akkurat disse aminosyrene er så viktig for enzym mekanismen, bestemmer vi struktur funksjons samspillet.

ii) For andre enzymer ønsker vi å lage 3D protein-inhibitor strukturer, vi vil identifisere viktige aminosyrer for inhibitor bindinger.  Så gjør man struktur bassert inhibitor design ved å foreslå nye kjemiske grupper å sette på inhibitorene som gruppa i organisk kjemi, hos Annette Bayer kan lage!   

iii) VI ønkser også å forstå den 3D enzym strukturen for i bidra til bedre diagnose fra gene sekvenser.

Kontakt personer:         

     Hanna-Kirsti S. Leiros, hanna-kirsti.leiros@uit.no.

     Christopher Fröhlich, christopher.frohlich@uit.no.

Litteratur: