Postup plnění úkolů k 31. srpnu 2008

1
Centrum biokatalýzy a biotransformací
BIOTRANS
Centra základního výzkumu – LC06010
Cíle projektu
Vyvinout software (2007); Zavést techniky rekombinantní DNA (2008); Studovat ES komplexy (2009);
Připravit knihovnu hydrolas (2009); Připravit knihovnu glykosidas (2009); Zorganizovat odborná a
výuková setkání (2010)
Doba řešení
1.4.2006 - 31.12.2010
Řešitelská pracoviště
Mikrobiologický ústav Akademie věd České republiky, v.v.i. - příjemce koordinátor
řešitelské pracoviště - Mikrobiologický ústav AV ČR
Křen Vladimír Prof. Ing. DrSc. - řešitel koordinátor
Masarykova univerzita v Brně - příjemce
řešitelské pracoviště - Masarykova univerzita v Brně
Damborský Jiří doc. Mgr. Ph.D. - řešitel
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích - příjemce
řešitelské pracoviště - Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Kutá Smatanová Ivana Mgr. PhD. - řešitel
Ústav systémové biologie a ekologie Akademie věd České republiky, v.v.i. příjemce
řešitelské pracoviště - Ústav systémové biologie a ekologie AV ČR
Ettrich Rüdiger RNDr. PhD. - řešitel
Termín zahájení činnosti Centra 1. 3. 2006
Postup plnění úkolů k 31. srpnu 2008:
Materiál se předkládá Radě Centra – Nové Hrady 5. 9. 2008
2
Zpráva 2008 – MBÚ AV ČR Praha
Studium bakteriální nitrilhydratasy a amidasy
Genové manipulace u kmenů Rhodococcus erythropolis: Byly zavedeny metody používající
plazmidové vektory (klonovací, expresní, integrativní a promoter-probe) u rhodokoků.
Technika manipulací v chromosomu (mutace, delece, inzerce), využívající systém pozitivní
selekce dvojité rekombinace a izolace modifikovaných kmenů bez vektorových sekvencí, byla
ověřena delecí zkoumaných genů nha1, nhr2 z R. erythropolis A4 a R. erythropolis
CCM2595. Jednoduchá rekombinace a vyštěpení úseků chromosomu sousedících
s klonovanou oblastí (plasmid rescue) byla využita při izolaci a sekvenování kompletního
souboru genů metabolismu aldoximů, nitrilů a amidů.
Transkripční analýza genů metabolismu aldoximů, nitrilů a amidů z R. erythropolis A4:
Kompletní sekvence souboru genů (9552 bp, 9 genů) kódujících enzymy a regulační proteiny
podílející se na konverzi aldoximů, nitrilů a amidů nhr4, oxd, nhr2, nhr1, ami, nha1, nha2,
nhr3, orfB z Rhodococcus erythropolis A4 byla uložena v databázi GenBank (Acc. No.
AM946017). RNA hybridizace s využitím specifických sond pro jednotlivé geny neprokázala
velký společný transkript těchto genů (všechny jsou přepisovány v témže směru), ale kratší
transkripty pokrývající 1 až 4 geny. Gen pro amidasu (ami) je přepisován samostatně
(transkript 1,6 kb), dále společně s geny pro podjednotky nitrilhydratasy nha1, nha2
(transkript 3 kb) a do společného transkriptu genů ami, nha1, nha2 a nhr3 (5 kb). Geny nha1
a nha2 jsou také přepisovány do kratšího společného transkriptu (1,5 kb). Transkripční profil
tohoto souboru genů je tedy komplexní, soubor genů obsahuje interní promotory a
terminátory. Vznik kratších transkriptů lze vysvětlit terminací transkripce nebo specifickou
degradací delších transkriptů. Ve všech případech byly intenzity signálů při použití RNA
izolované z indukovaných a neindukovaných kultur srovnatelné.
Expresní systém pro bakteriální amidasu: Gen kódující amidasu z R. erythropolis A4 byl
klonován v expresních vektorech pEXT20 (replikujících se v Escherichia coli) a pFEX16
(replikujících se v R. erythropolis). Aktivita enzymu produkovaného buňkami E. coli po
indukci exprese potvrdila, že pro expresi genu pro amidasu v heterologním systému není
potřeba přítomnost dalšího genu (např. aktivátoru).
Biokatalytické aplikace: Enzymy byly využity k dvoukrokové přípravě řady alifatických a
aromatických hydroxamátů z nitrilů (1. krok: enzymová hydratace nitrilu nitrilhydratasou, 2.
krok: transacylace amidasou v přítomnosti hydroxylaminu). Výhodou tohoto postupu je
použití snadno dostupných výchozích látek (nitrilů) bez izolace meziproduktu (amidu). Ke
katalýze obou reakcí byl využit buněčný extrakt z Rhodococcus erythropolis. Amidasová
aktivita byla v prvním kroku inhibována síranem amonným, aby se zabránilo vzniku
vedlejšího produktu (karboxylové kyseliny). Alternativně byly použity rekombinantní
nitrilhydratasy postrádající amidasovou aktivitu.
Studium nitrilas z vláknitých hub
Screening nitrilas: Selekcí na mediu s 3-kyanopyridinem bylo z různých vzorků z životního
prostředí získáno asi 20 nových isolátů vláknitých hub hydrolyzujících nitrily. Nejlepším
induktorem nitrilasy byl u všech kmenů 2-kyanopyridin. To potvrzuje náš dřívější předpoklad,
že hyperindukce nitrilas touto látkou má u vláknitých hub obecnou platnost.
Heterologní exprese nitrilas: Z celkové RNA extrahované z mycelia kmene Aspergillus niger
K10 produkujího nitrilasu byla připravena cDNA a použita pro amplifikaci genu pro nitrilasu.
Primery byly navrženy podle hypotetického genu pro nitrilasu z Aspergillus fumigatus. Gen
3
pro nitrilasu z A. niger K10 byl sekvenován a ligován do vektorů pET-30(+) and pRSET B.
Z 9 testovaných kmenů byla nejvyšší celková aktivita enzymu dosažena u E. coli BL21 Gold.
Studium substrátové specificity, stereo- a diastereoselektivity nitrilas:
Ve spolupráci s TU Graz jsme použili pro testování substrátové specifity nitrilas z A. niger
K10 a Fusarium solani O1 soubor 15 karbocyklických aminotrilů a nearomatických
heterocyklických nitrilů (derivátů pyrrolidinu a piperidinu). Oba enzymy byly schopny
hydrolyzovat většinu těchto substrátů. Racemické nitrily byly zpravidla transformovány
s nízkou enantioselektivitou (E < 7). Naopak se tyto enzymy ukázaly jako vhodné pro
rozlišení cis- a trans-isomerů karbocyklických nitrilů.
Imobilizace enzymů
Nitrilhydratasa a amidasa z R. erythropolis A4 a nitrilasa z F. solani O1 byly imobilizovány
ve formě zesítěných proteinových agregátů a použity pro dvoustupňovou konverzi 4kyanopyridinu na kyselinu isonikotinovou v sériově zapojených reaktorech s ultrafiltrační
membránou. V prvním stupni probíhala konverze substrátu nitrilasou na produkt o složení
kyselina isonikotinová : isonikotinamid, 98:2; ve druhém stupni hydrolýza isonikotinamidu na
kyselinu isonikotinovou, takže výsledný produkt obsahoval více než 99.9 % žádané kyseliny.
Výhodou imobilizovaných enzymů je zvýšení jejich operační stability.
Vývoj rychlých metod pro stanovení enzymů transformujících nitrily
Pro rychlé stanovení nitrilas a nitrilhydratas byly vyvinuty metody založené na rozdílných
absorpčních spektrech aromatických substrátů a produktů v UV oblasti (pro celkem 16 látek
(benzonitril, 3-hydroxybenzonitril, 3-tolunitril, 4-kyanopyridin atd.). Tyto metody se
osvědčily také pro kontinuální měření a použití v mikrotitračních destičkách.
Jako alternativní spektrofometrická metoda pro stanovení aktivity nitrilhydratas byla použita
výše popsaná bienzymatická metoda založená na hydrataci nitrilu na amid a následném
přenosu acylu z amidu na hydroxylamin za vzniku hydroxamátu, který tvoří se železitými
ionty barevné produkty.
Při enzymové hydrolýze nitrilů vznikají karboxyláty a protony, které však způsobují jen
malou změnu pH pro pufrovací kapacitu dalšího produktu reakce amoniaku. Nicméně jsou
pro detekci této změny pH vhodné některé indikátory (bromthymolová modř, fenolová
červeň, neutrální červeň, thymolová modř). Použitelnost těchto metod je však omezená,
protože jsou velmi citlivé na složení reakční směsi.
Pro přesnější stanovení těchto enzymů se jeví jako nezbytné HPLC metody, které lze
významně zrychlit použitím monolitických kolon. V případě řady aromatických a
heterocycklických substrátů a produktů jsme nalezli vhodné podmínky pro tento typ analýzy,
u níž se retenční časy analytů pohybují maximálně kolem 5 min.
Studium glykosidas
Nově izolované geny pro glykosidasy byly klonovány a sekvenovány a především
sekvence α-galaktosaminidasy a α-galaktosidasy z A. niger poslouží pro srovnání evolučních
závislostí a též určení kritických míst pro vývoj jednotlivých aktivit. β-NAcetylhexosaminidasa z Talaromyces flavus byla podrobena proteomické analýze a dále bude
testována s modifikovanými substráty (6-aldehyd a 6-sulfát) pro využití v syntéze
imunoaktivních glykomimetik. Zásadním poznatkem je, že některé hexosaminidasy jsou
schopné akceptovat značně modifikované substráty - kromě již prokázaných aldehydu a
kyseliny na C-6, ještě též sulfát a dále 4-deoxy a 4,5-∆ substráty. Tyto poznatky byly
predikovány pomocí molekulárního modelování na modelu hexosaminidasy z A. oryzae (R.
4
Ettrich, N. Kulik). Všechny modifikované substráty (kromě sulfátů) byly připraveny na našem
pracovišti původními postupy. Sulfáty hexosaminů byly připraveny ve spolupráci s dr. S.
Williamsem (Austrálie).
α-Galaktosaminidasa, která byla purifikována v předchozí části projektu byla využita k
syntetickým reakcím, založeným na enzymově katalyzované kondenzaci Nacetylgalaktosaminu za vzniku α-N-acetylgalaktosaminidů (oligosacharidy a glykokonjugáty
aminokyselin). Byla připravena serie nových glykokonjugátů, které byly spektrálně
charakterizovány, v současnosti se připravuje publikace. Na tematu bude v r. 08/09 řešena
diplomová práce (K. Michálková).
Biotransformace flavonoidů
Byla studována oxidativní biotransformace silybinu pomocí monooxygenas a
peroxidas, za účelem popisu mechanismu antioxidativní aktivity těchto látek.
Dále byla studována enzymová hydrolýza glykosidů flavonoidů pro získání některých
biologicky aktivních a komerčně zajímavých glykosidů (např. štěpení rutinu na isoquercitrin).
Enzymová příprava isoquercitrinu byla optimalizována a rozpracována ve čtvrtprovozním
měřítku (30 l). Pro tyto objemy byly vyvinuty fermentační procedury přípravy enzymu a též
separační a purifikační procedury. V současnosti se jedná o komercionalizaci s tuzemskými a
zahraničními partnery a připravuje se patentová přihláška.
Personální zajištění a vědecká výchova
V r. 2008 nadále pracují na 100% pracovní úvazek v Centru LC06010 Ing. Monika
Knoppová, Ing. Ondřej Kaplan a Ing. David Kubáč (všichni PGS studenti). Od 1. ledna byla
přijata RNDr. Pavla Bojarová, PhD (biochemik) na 100 % úvazek po odchodu Mgr. Dany
Manglové, dále na projektu pracuje na 100 % úvazek Ing. Petr Marhol – specialista na
analytickou chemii a separační metody.
Doktorandi: Kristýna Slámová (PGS - VŠCHT), Mgr. Vojtěch Vejvoda (PGS-UK), Olga
Volkova (PGS-UK).
Diplomanti a pregraduální studenti: Anna Drozdová (UK), Kateřina Purchartová (UK),
Hilda Kroupová (UK), Klára Michálková (VŠCHT), Pavla Minksová (VŠCHT), Barbora
Štěpánková (VŠCHT), Alena Petříčková (UK), Alžběta Davidová (VŠCHT), Michaela Novotná
(VŠCHT), Matěj Rázga (VŠCHT), Ondřej Šveda (UK),
a v rámci projektu „Otevřená věda“ studentky střední školy Anna Rinágelová a Zuzana
Karásková.
Zuzana Karásková obdržela za práci vypracovanou na našem pracovišti „Cenu Učené
společnosti“ pro středoškolské studenty.
Na řešení úkolů Centra se podílejí též další pracovníci Laboratoře biotransformací Ing.
Bronislava Uhnáková PhD, Ing. Lenka Weignerová, PhD a Ing. Anna Malandra (absolventka
Univ. L´Aquila, It.), Ing. Karel Křenek, Dr. Radek Gažák.
V rámci tématik řešených v Centru byla v MBÚ v r. 2008 obhájena diplomová práce Jan
Kadlček Modifikované substráty glykosidas (VŠCHT) (školitelka L. Weignerová).
Rozvoj mezinárodních spoluprací:
Evropské projekty
Laboratoř působila jako spolukoordinátor nově připraveného EU projektu COST CM 0701
„Multistep/cascade chemoenzymatic synthesis – new synergies in biocatalysis“, zahrnujícího
20 laboratoří z Evropy. Tento projekt byl udělen ESF, v dubnu 2008 proběhla ustavující
5
schůzka v Bruselu. Naše skupina působí jako kordinátor dvou pracovních skupin (ze čtyř), a
to WG1 „Exploiting oxidoreductases for the selective modification of bioactive natural
compounds with multienzymatic protocols” (koordinátor V. Křen) a pracovní skupiny „WG3
- Cascade reactions at the nitrile group“, (koordinátor L. Martínková WG3), která navazuje na
pracovní skupinu s podobnou tématikou, která byla součástí akce D25. Spolupráce
s některými partnery účastnícími se obou akcí (TU Graz, Univ. L´Aquila) kontinuálně
pokračovala. V září 2008 se zástupci MBÚ zúčastní zahajovací schůze pracovních skupin
akce CM0701 (Como, IT).
Dále naše laboratoř pokračuje v práci na EU COST CM0602 projektu „Inhibitors of
angiogenesis: design, synthesis and biological exploitation“ „Angiokem“ (2007-2011);
a na COST projektu D34 “Molecular Targeting and Drug Design in Neurological and
Bacterial Diseases”
Bilaterální projekty
Pokračuje 2. rok bilaterální projekt s Itálií (CNR Milano) „Enzymatic multistep modification
of biologically active natural compounds” návštěvy (Daniela Monti, Amedeo Prandelli).
V závěru roku 2007 byl úspěšně ukončen dvouletý projekt AV ČR – DAAD (D10-CZ25/0607) s Univ. Hohenheim (Prof. L. Fischerem). Byly publikovány dva společné články (viz
publikace) a připravuje se další článek (téma: Příprava hydroxamátů z nitrilů).
Zahraniční hosté na pracovišti
23. 7. 2008 navštívil naše pracoviště Dr. Spencer J. Williams ze School of Chemistry and
Bio21 Molecular Science and Biotechnology Institute University of Melbourne, Australia,
přednesl přednášku na téma „New drugs for the treatment of cardiovascular disease: Drawing
inspiration from Nature“
Dále 22.8. 2008 navštívil LB Prof. Michihiko Kobayashi (The University of Tsukuba, Jap.) –
součástí programu návštěvy byla jeho přednáška „Microbial nitrile metabolism: from
biochemical and genetic studies to industrial application“.
V rámci projektu LLP – Erasmus je na studijním pobytu v LB postgraduální studentka
University L´Aquila (IT) Ing. Anna Malandra (program: studium nitrilas z vláknitých hub).
Na podzim jsou plánovány další stáže zahraničních studentů ze spolupracujích laboratoratoří
na našem pracovišti (každá cca 1 měsíc)
Dr. Anabella Tramice (Univ. Neapoli, I)
Claudia Rech (Univ. Aachen, D)
Amedeo Prandelli (CNR Milano, I)
Katarina Schmidt (Univ. Aachen, D)
Stáže našich pracovníků v zahraničí:
K. Slámová: Summer Course Glycosciences, Wageningen (NL), 9.6.–12.6. 2008.
R. Gažák Université J. Fourier, Départemenet de Chimie Moléculaire, Grenoble (F), 1. - 27.
6.2008
Stav financí:
investiční prostředky nebyly pro letošní rok přiděleny
mzdové prostředky jsou čerpány v souladu s návrhem
neinvestiční prostředky jsou čerpány minimálně z 90% v souladu s návrhem
6
Plán prací pro rok 2009:
Kmeny exprimující enzymy nitrilového operonu z Rhodococcus erythropolis (homologní a
heterologní producenty) budeme studovat z hlediska jejich možných aplikací ve formě
celobuněčných katalyzátorů a porovnáme dostupnost purifikovaných enzymů z těchto kmenů
a ze zdrojového kmene.
Bude pokračovat také studium nitrilas z vláknitých hub a zaměří se hlavně na tyto oblasti:
heterologní expresi nitrilas v E. coli nebo v Pichia pastoris – pokus o zvýšení produkce
enzymu, charakterizaci enzymu produkovaného v heterologních hostitelích, sledování
operační stability enzymů.
Bude pokračovat studium glykosidas, a to konkrétně hexosaminidasy z T. flavus (sekvenace,
heterologní exprese), dále studium modifikovaných substrátů pro hexosaminidasy a to s cílem
i) objasnit reakční mechanismy, ii) vyvinout nové metody syntetických reakcí a iii) připravit
strategii pro cílenou mutagenezi aktivního centra.
Budou pokračovat práce na biotransformacích bioflavonoidů, a to další optimalizace a scaleup reakce. Budou vyvíjeny enzymové metody pro chirální diskriminaci silybinu a jeho
derivátů.
Změny ve složení řešitelského týmu:
V r. 2008 nedošlo k neplánovaným změnám v řešitelském týmu.
Publikace:
1.
Kubáč D., Kaplan O., Elišáková V., Pátek M., Vejvoda V., Slámová K., Tóthová
A., Lemaire M., Gallienne E., Lutz-Wahl S., Fischer L., Kuzma M., Pelantová H., van
Pelt S., Bolte J., Křen V., Martínková L.: Biotransformation of nitriles to amides
using soluble and immobilized nitrile hydratase from Rhodococcus erythropolis A4. J.
Mol. Catal. B: Enzymatic 50, 107–113 (2008) IF = 1,973
2.
Vejvoda V., Kaplan O., Bezouška K., Pompach P., Šulc M., Cantarella M., Benada
O., Uhnáková B., Rinágelová A., Lutz-Wahl S., Fischer L., Křen V., Martínková
L.: Purification and characterization of a nitrilase from Fusarium solani O1. J. Mol.
Catal. B: Enzymatic 50, 99–106 (2008) IF = 1,973
3.
Martínková L., Vejvoda V., Křen V. Selection and screening for enzymes of nitrile
metabolism (a review). J. Biotechnol. 133, 318-326 (2008). IF = 2,565
4.
Winkler M., Kaplan O., Vejvoda V., Klempier N., Martínková L. Biocatalytic
application of nitrilases from Fusarium solani O1. and Aspergillus niger K10, J. Mol.
Catal. B: Enzymatic v tisku (2008), doi:10.1016/j.molcatb.2008.06.012 IF = 1,973
5.
Martínková L., Uhnáková B., Pátek M., Nešvera J., Křen V. Biodegradation
potential of the genus Rhodococcus. Environ. Int. (2008), v tisku IF = 2,797
6.
R. Gažák, P. Sedmera, M. Marzorati, S. Riva, V. Křen: Laccase-mediated
dimerization of the flavonolignan silybin. J. Mol. Catal./B Enzymatic 50, 87-92
(2008). IF = 1,973
7.
P. Bojarová, K. Křenek, M. Kuzma, L. Petrásková, K. Bezouška, D.-J. Namdjou, L.
Elling, V. Křen: N-Acetylhexosamine triad in one molecule: Chemoenzymatic
introduction of 2-acetamido-2-deoxy-β-D-galactopyranosyluronic acid residue into a
complex oligosaccharide. J. Mol. Catal./B Enzymatic. 50, 69-73 (2008). IF = 1,973
8.
B. Sauerzapfe, D.-J. Namdjou, T. Schumacher, N. Linden, K. Křenek, V. Křen, L.
Elling: Characterization of recombinant fusion constructs of human β1,4galactosyltransferase 1 and the lipase pre-propeptide from Staphylococcus hyicus. J.
Mol. Catal./B Enzymatic. 50, 128-140 (2008). IF = 1,973
7
9.
10.
11.
12.
13.
E. Attolino, F. Bonaccorsi, G. Catelani, F.a D'Andrea, K. Křenek, Karel Bezouška, V.
Křen: Improved Preparation of β-D-ManNAc-(1→4)-D-Glc and β-D-TalLNAc(1→4)-D-GLC Disaccharides and Evaluation of their Activating Properties on the
Natural Killer Cells NKR-P1 and CD69 Receptors. J. Carb. Chem. 27, 156171(2008). IF = 0,798
L. Weignerová, T. Filipi, D. Manglová, V. Křen: Induction, purification and
characterization of a α-N-acetylgalactosaminidase from Aspergillus niger. Appl.
Microbiol. Biotechnol. 79, 769-774 (2008). IF = 2,457
L. Weignerová, P. Simerská, V. Křen: α-Galactosidases and their applications in
biotransformations. Biocat. Biotrans. in press 2008. IF = 0,907
B. Sauerzapfe, K. Křenek, J. Schmiedel, W. W. Wakarchuk, H. Pelantová, V. Křen,
L. Elling: Chemo-enzymatic synthesis of poly-N-Acetyllactosamine (poly-LacNAc)
structures and their characterization for galectin-mediated binding of ECM
glycoproteins to biomaterial surfaces. Glycoconjugate J. in press 2008. IF = 1,602
V. Křen, T. Řezanka: Sweet antibiotics – the role of glycosidic residues in antibiotic
and antitumor activity and their randomization. FEMS Microbiol. Reviews 32(5), 858889 (2008). IF = 9,250
Kapitoly v knize:
1.
Martínková L., Kaplan O., Vejvoda V., Bezouška K., Cantarella M., Křen V. (2008)
Nitrilases from filamentous fungi. In (Anthonsen T., Fessner W.-D., eds) Modern
Biocatalysis. Wiley-VCH, v tisku.
2.
Cantarella M., Gallifuoco A., Spera A., Cantarella L., Kaplan O., Martínková L. UFMembrane bioreactors for kinetics characterization of nitrile hydratase-amidase
catalyzed reactions: a short survey. V (Anthonsen T., Fessner W.-D., ed.) Modern
Biotechnology, Wiley-VCH, v tisku.
Přednášky a postery:
i.
Vejvoda V., Martínková L., Kaplan O., Křen V.: Nitrilases in filamentous fungi.
Kick-off Meeting COST CASCAT, Como (IT), 18.-20.9. 2008 (přednáška).
ii.
Křen V., Slámová K., Gažák R., Křenek K., Bojarová P.: Enzymatic synthesis of
immunoactive oligosaccharides containing N-acetyl-β-D-galactosaminiduronates:
Three enzymes in play, 11th Japanese Symposium of the Chemistry on Biocatalysis,
Tottori University (Japan), 24.1.-25.1. 2008.
iii.
Křen V.: Silybin and silymarin in cancer prevention ... and treatment?, University
Osaka (Japan).
iv.
Křen V.: Silybin in cancer treatment, University Okayama (Japan).
v.
Martínková L., Křen V.: Sekvenční a integrované chemoenzymové reakce - nové
trendy v aplikaci biokatalýzy. XXI. Biochemický sjezd České Budějovice 14.-17.9.
2008 (přednáška).
vi.
Slámová K., Bojarová P., Gažák R., Macková M., Křen V.: β-NAcetylhexosaminidase from Talaromyces flavus: Characterization and application
with unnatural substrates, XII. Pracovní setkání biochemiků a molekulárních biologů,
Brno (ČR), 6.2.–7.2. 2008. Book of abstracts p. 94.
vii.
Bojarová P., Křen V.: Modified substrates in enzymatic glycosylations: a simple
route to complex saccharides, BioTech 2008 and the 4th Swiss-Czech Symposium,
Wadenswil (Switzerland), 22.5.–23.5. 2008. Book of abstracts p. 28. (invited plenary
lecture)
8
viii.
ix.
x.
xi.
xii.
xiii.
xiv.
xv.
xvi.
xvii.
xviii.
xix.
xx.
Slámová K., Bojarová P., Křenek K., Gažák R., Bezouška K., Williams S.J.,
Macková M., Křen V.: Unnatural substrates of β-N-acetylhexosaminidases: synthesis
of new immunoactive glycosides, Summer Course Glycosciences, Wageningen
(Holandsko), 9.6.–12.6. 2008. Book of abstracts p. 59
Křen V., Gažák R., Sedmera P.: Laccase-mediated dimerization of the flavonolignan
silybin: Use of oxidases for the study of antioxidant mechanisms, 4th European
meeting on Oxizymes, Helsinki (Finland), 16.6.-18.6. 2008. (poster - 1. prize for
poster)
Bojarová P., Křenek K., Slámová K., Bezouška K., Elling L., Riva S., Křen V.:
Laccase and galactose oxidase – an elegant way to glycomimetics, 4th European
Meeting in Oxizymes, Helsinki (Finland), 16.6.–18.6. 2008. Book of abstracts p. 29,
oral presentation No. O6.2.
Křen V., Gažák R., Slámová K., Bojarová P., Křenek K., Ettrich R.: Substrate
Engineering for β-N-Acetylhexosaminidase: Ways to Enzymatic Synthesis of
Glycomimetics, XI Italian Conference-School on Carbohydrate Chemistry, RL-5,
Certosa diPontignano, Siena (IT), 22.7.-26.7. 2008. (invited lecture)
Bojarová P., Slámová K., Křenek K., Gažák R., Bezouška K., Williams S. J., Křen
V.: N-Acetylglucosaminides with Negative Charge at C-6: Strong Ligands of Natural
Killer Cells, 24th International Carbohydrate Symposium, Oslo (Norway), 27.7.–1.8.
2008. Poster No. C-P039.
Křen V., Gažák R., Slámová K., Bojarová P., Křenek K., Ettrich R.: Substrate
Engineering for β-N-Acetylhexosaminidase: Ways to Enzymatic Synthesis of
Glycomimetics, C-O027 24th International Carbohydrate Symposium, Oslo (Norway),
27.7.–1.8. 2008. (oral communication)
Kaplan O., Martínková L., Kavan D., Bezouška K., Vejvoda V., Plíhal O., Pompach
P., Benada O:, Šveda O., Vaněk O., Kumar V., Křen V.: Heterologous expression of
a nitrilase from Aspergillus niger K10. 4th International Congress on Biocatalysis,
Hamburg (DE) 31.8.-4.9. 2008 (poster).
Malandra A., Uhnáková B., Vejvoda V., Kaplan O., Kubáč D., Cantarella M.,
Martínková L.: Operational stability of fungal nitrilases in a continuous ultrafiltration
membrane reactor. 4th International Congress on Biocatalysis, Hamburg (DE) 31.8.4.9. 2008 (poster).
Vejvoda V., Rinágelová A., Křen V. Martínková L.: High throughput methods for
nitrilase, nitrile hydratase and amidase screening. 4th International Congress on
Biocatalysis, Hamburg (DE) 31.8.-4.9. 2008 (poster).
Davidová A., Kubáč D., Vejvoda V., Martínková L.: Purifikace nitrilas vláknitými
houbami Fusarium solani a Penicillium multicolor. XXI. Biochemický sjezd České
Budějovice 14.-17.9. 2008 (poster).
Vejvoda V., Šveda O., Rinágelová A., Křen V. Martínková L.: Nové metody pro
stanovení aktivity nitrilas. XXI. Biochemický sjezd České Budějovice 14.-17.9. 2008
(poster).
Kaplan O., Martínková L., Kavan D., Bezouška K., Vejvoda V., Plíhal O., Pompach
P., Vaněk O., Kumar V.: Heterologní exprese nitrilasy z Aspergillus niger K10. XXI.
Biochemický sjezd České Budějovice 14.-17.9. 2008 (poster).
Slámová K., Bojarová P., Křenek K., Gažák R., Bezouška K., Williams S.J.,
Macková M., Křen V.: Nepřirozené substráty β-N-acetylhexosaminidas: Syntéza
nových imunoaktivních glykosidů, XXI. Biochemický sjezd ČSBMB, České
Budějovice (ČR), 14.9. – 17. 9. 2008.
9
Deponované sekvence:
Rhodococcus erythropolis strain A4, aldoxime dehydratase, amidase and nitrile hydratase
gene cluster (nhr4, oxd, nhr2, nhr1, ami, nha1, nha2, nhr3, ORFb). 9552 bp. GenBank Acc.
Number AM946017.
Aspergillus niger nitrilase, 1068 bp.GenBank Acc. Number ABX75546.
10
Zpráva 2008 – společné pracoviště ÚSBE AVČR a ÚFB JU Nové Hrady
Postup plnění úkolů 2008:
Předmětem výzkumné činnosti oddělení struktury a funkce proteinů, společné
laboratoře Ústavu systémové biologie a ekologie Akademie věd ČR, v.v.i. a Ústavu fyzikální
biologie Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích se sídlem v Nových Hradech, je vývoj
a aplikace výpočetních metod, metod pro sledování změn v kvarterní struktuře ovlivňující
enzymovou aktivitu. Adaptace metod molekulární dynamiky a počítačového dokování pro
předpověď katalytické aktivity enzymů. Vývoj a zavedení nových nestandardních a
pokročilých krystalizačních metod pro získání difraktujících krystalů enzymů používaných v
Centru. S tímto cílem jsou spojeny molekulárně biologické, biochemické a biomolekulární
postupy vedoucí k získání definovaných a čistých vzorků proteinů vhodných pro
krystalogenezi.
V průběhu roku 2008 byly dokončeny krystalizační experimenty tří mutantů DhaA04,
DhaA14 a DhaA15 haloalkandehalogenasy DhaA z Rhodococcus rhodochrous NCIMB
13064. Difrakční data ze všech tří krystalů byla naměřena na synchrotronu EMBL/DESY v
Hamburku do ultra-vysokého rozlišení - 1.3 Ǻ pro DhaA04, 0.95 Å pro DhaA14 a 1.15 Å pro
DhaA15. Z naměřených difrakčních dat byly následně vyřešeny struktury mutantů s vysokou
přesností s popisem substrátů vázaných v aktivním místě. Krystalové struktury se staly
základem pro další především biochemické a modelovací studie s cílem pokusit se o popis
nové funkce haloalkandehalogenas.
Pokračovalo se v krystalizaci membránového proteinu core komplexu fotosystému II
izolovaného z Pisum sativum s cílem připravit difraktující krystaly. Bylo zjištěno, že krystaly
uvedeného komplexu je možné připravit pomocí různých krystalizačních technik, pouze
krystaly připraveny pomocí pokročilé krystalizační techniky známé jako “counter-diffusion
technique”, vyvinuté jedním ze španělských kolegů ze spolupracujícího týmu z Univerzity
v Granadě (Španělsko), jsou schopny difraktovat. Naměřená difrakční data není možné použít
k vyřešení struktury, proto jsme se nyní zaměřili na vylepšení purifikační strategie.
Byla dořešena struktura HsdR podjednotky bakteriálního restrikčního enzymu
EcoR124I z E.coli a z ní odvozen předpokládaný mechanismus působení tohoto enzymu.
Pomocí kombinace počítačového modelování a analýzy krystalové struktury bylo možné
detailně popsat fungování celého restrikčního-modifikačního systému a dále navrhnout
všeobecný mechanismus translokace DNA dvoušroubovice u RecA-like helikas. Pochopení
uvedeného mechanizmu se může stát základem pro budoucí generace antibiotik resp. jejich
alternativ jako bakteriofágní terapie nebo jiných látek ovlivňujících resp. regulujících životní
cyklus bakterií.
Byly vykrystalizovány nové haloalkandehalogenasy DbeA a DbeAloop. Krystaly jsou
připraveny k difrakčním měřením.
Bylo dokončeno studium apo a holo forem proteinu WrbA. Struktury nyní slouží
k modelovacím studiím. Byly zahájeny krystalizační experimenty uvedeného enzymu
s různými substráty.
Byly připraveny nové druhy enzymů rekombinantních proteinů RhsA, RhsB a Lhr,
které se mohou podílet na mobilitě DNA fragmentu nesoucího geny pro restrikčně
modifikační systém E.coli K12. Krystalizační experimenty methyltransferasy EcoR124I,
proteinů RhsA, RhsB a Lhr budou zahájeny v listopadu 2008. Enzymy budou krystalizovány
pomocí standardních, pokročilých a také pomocí alternativních krystalizačních metod
vyvíjených v naší laboratoři. Firma Triana Sci&Tech (Granada, Španělsko), zabývající se
výzkumem pokročilých krystalizačních technik, jež je známa po celém světě, projevila zájem
11
spolupracovat při testování nových proteinů pomocí jimi navrhovaných krystalizačních sad
roztoků a na podzim 2008 pravděpodobně proběhne založení její pobočky ve
vědeckotechnickém parku Centrum biologických technologií Nové Hrady.
V oblasti výpočtů byly používány GROMACS a YASARA pro širší spektrum
substrátů i jiných ligandů a pokračoval vývoj parametrů jako jsou např. parciální náboje,
vazebné hodnoty aj., pomocí kvantově mechanických výpočtů a byly vytvořeny topologie pro
použité substráty a solventy. Intenzivně se pracovalo na výpočtech komplexů substrátů a
enzymů jako hexosaminidasy, galaktosidasy, galaktosaminidasy a WrbA. V případě WrbA
byl zahájen screening substrátové databáze k nalezení optimálního substrátu, a první výsledky
ukazují na látky ze skupiny chinonů.
V oblasti vývoje metodického postupu pro sledování aktivace proteinu přes změny v
kvartérní struktuře pokračovalo pozorování kooperativních efektů a změn kvartérní struktury
pomocí metod molekulární dynamiky na modelových systémech hexamerického bakteriálního
represoru argininového regulonu, na tetrameru TRPA1, a na tetrameru WrbA, a první
výsledky byly poslány k publikaci.
Byla dokončena adaptace souboru programů molekulární dynamiky GROMACS k
popisu selektivity enzymatických reakcí. Na enzymech z pracoviště v Brně byl zahájen
projekt s cílem popisu vlivu různých solventů na enzymovou aktivitu dehalogenas.
Akce pořádané v roce 2008:
3.ročník FEBS Advanced Course PLC08-002 s názvem „Advanced methods in
macromolecular crystallization III“, hlavním organizátorem kterého je Ivana Kutá Smatanová,
se bude konat v AUC na Nových Hradech ve dnech od 3. do 10. října 2008. Z celkového
počtu 60 přihlášených zájemců z celého světa bylo vybráno 25 uchazečů, kteří dostali
možnost se kurzu zúčastnit. Pozvání přijali přední světoví krystalografové, kterí stráví na NH
celý týden (info na www.img.cas.cz/igm/cc).
V květnu 2008 se uskutečnil II. Bioinformační workshop pro postgraduální studenty centra s
12 účastníky a v létě jsme se už tradičně zapojili do organizace letních škol Schola Ludus.
Původně plánované II. Nové Hrady Symposium on Structure and Function of Proteins, které
se mělo konat 24.-28. srpna 2008, bylo po domluvě s organizátory XXI. biochemického
sjezdu přeloženo do první půlky roku 2009, protože hrozila konkurence obou akci ve stejném
termínu, a většina potenciálních účastníků dalo najevo, že by nechtěli dvakrát během dvou
týdnů jet do Jižních Čech.
Zahraniční styky –AUC Nové Hrady:
Oddělení struktury a funkce proteinů v Nových Hradech aktivně spolupracuje s řadou
významných zahraničních pracovišť zabývajících se biochemií, krystalogenezí, proteinovou
krystalografií a strukturní bioinformatikou. Tyto spolupráce jsou aktivně rozvíjeny také
v rámci Centra. Od roku 2002 spolupracujeme s Univerzitou v Princetonu (NJ, USA). Tato
spolupráce se odehrává na úrovni vědecké – strukturní a proteolytické studie proteinů, a také
na úrovni vzdělávací – díky projektu Kontakt ME640 (do roku konce 2006) a také díky letním
školám Schola ludus (od r. 2006) se každoročně zúčastňují studenti z naší laboratoře a
Laboratoře biochemie University v Princetonu výměnných 10-týdenních pobytů a pracují na
vědeckých projektech. Do dnešní doby navštívilo AUC v Nových Hradech 11 studentů
12
z Princetonu v celkové délce pobytu 11 měsíců a 3 naši studenti působili na Univerzitě
v Princetonu celkem 5 měsíců. Od roku 2003 spolupracujeme s Laboratoří krystalografických
studií Univerzity (LEC) v Granadě (Španělsko) na výzkumu a způsobu aplikace pokročilých
krystalizačních technik, které jsou rozvíjeny ve španělské laboratoři a v naší Laboratoři
krystalogeneze a biomolekulární krystalografie jsou testovány na rozpustných i
membránových proteinech. Od roku 1999 aktivně spolupracujeme s kolegy z Univerzity
v Lübecku (Německo) (dříve působili na Ústavu molekulární biotechnologie v Jeně) při
strukturních studiích a také organizování krystalizačních kurzů a FEBS Advanced kurzů, a
také dlouhodobě s Univerzitou v Linci (Rakousko) a od r. 2005 s Univerzitou v Miláně
(Itálie). V roce 2004 byla zahájena spolupráce s Biological Research Center of the Hungarian
Academy of Sciences (BRC) Szeged (Maďarsko). Za nejvýznamnější letošní návštěvy se dá
považovat návštěva Prof. Carey z Princetonu, která v Nových Hradech byla dvakrát jeden
měsíc (v lednu a srpnu), dále Philip Jaszczuk z De Paul University v Chicago, který byl
v Nových Hradech měsíc a půl (červenec-srpen) a spolupracoval na krystalizačních
experimentech tetracyklinu a WrbA.
V roce 2007 absolvovali studenti a postdoci centra v oddělení struktury a funkce
proteinů v Nových Hradech tyto zahraniční stáže: Babak Minofar (Dr. Thomas Stockner,
ARC Seibersdorf, Rakousko), jeden týden, Vasilina Zayats (Dr. Thomas Stockner, ARC
Seibersdorf, Rakousko), Iryna Kishko (Prof. Jannette Carey, Princeton University, NJ, USA)
jeden měsíc. Mikalai Lapkouski získal cestovní grant „Keystone Symposia Scholarship for
International Students”, aby se mohl zúčastnit konference „Frontiers of Structural Biology„
organizované Wolfgangem P. Baumeisterem, Elenou Conti a Gerhardem Wagneemr v lednu
2008 v Steamboat Springs, Colorado. Dále získal Mikalai Lapkouski cestovní grant „Finn
Wald Travel Award”, aby se mohl účastnit konference „22nd Annual Symposium of the
Protein Society: Machines of Life„ organizovaná Doug Barrickem a Leemor Joshua Torr v
července 2008 v San Diego, California. Dále získal Abdul Samad cestovní grant od FENS,
aby se mohl účastnit konference „6th FENS Forum on European Neuroscience“ v červenci v
Ženevě (Švýcarsko).
Změny ve složení řešitelského týmu:
Ing. Manuel Acosta vyjel k 31.10. 2007 na dlouhodobý zahraniční pracovní pobyt. Jeho místo
bylo od 1.11. 2007 nově obsazeno Ing. Marianem Pavelkou, PhD.
Stav financí:
pro rok 2008 nebyly investice plánovány
mzdové prostředky jsou čerpány v souladu s návrhem
neinvestiční prostředky jsou čerpány minimálně z 95% v souladu s návrhem
Plán prací pro rok 2009 včetně odborných akcí:
(Plán prací pro rok 2009 je uveden také v přehledu výsledků z roku 2008)
Cíle projektu budou zaměřeny na použití nových alternativních krystalizačních
technik, které byly vyvinuty v naší laboratoři a na optimalizaci krystalizačních podmínek za
účelem získat krystaly nových druhů proteinů v kvalitě a velikosti vhodné k difrakčním
13
experimentům. Nově budou zahájeny další krystalizační analýzy, výsledky kterých budou
diskutovány v průběhu následujícího roku. Cíle projektu budou spočívat 1) v aplikaci našich
nejnovějších poznatků z krystalizace rozpustných a membránových proteinů na krystalizaci
nových rozpustných a membránových proteinových komplexů pomocí standardních,
pokročilých a alternativních technik, 2) ve snaze získat monokrystaly proteinů v kvalitě
vhodné k difrakčnímu měření, a v neposlední řadě 3) v použití nově vyvinutých GCB sad
krystalizačních roztoků, které budou aplikovány pro rozpustné i membránové proteiny.
V oblasti výpočtů pokračuje intenzivní používání metod a parametrů pro výpočty komplexů
substrátů a enzymů jako hexosaminidasy, galaktosidasy, galaktosaminidasy a WrbA.
V případě WrbA bude dokončen screening substrátové databáze k nalezení optimálního
substrátu.
V oblasti vývoje metodického postupu pro sledování aktivace proteinu přes změny v
kvartérní struktuře pokračuje pozorování kooperativních efektů a změn kvartérní struktury
pomocí metod molekulární dynamiky na modelových systémech hexamerického bakteriálního
represoru argininového regulonu, na tetrameru TRPA1, a na tetrameru WrBA. Pro argininový
regulon bude navržen mechanismus fungování alosterické vazby L-argininů a v případě
TRPA1 způsob interakce s PIP2 na c-koncovou doménu.
Na enzymech z pracoviště v Brně pokračuje projekt s cílem popisu vlivu různých
solventů na enzymovou aktivitu.
V první polovině 2009 se koná II. Nové Hrady Symposium on Structure and Function
of Proteins, kde se předpokládá mezinárodní účast asi 80 účastníků. Hlavním organizátorem
je Rüdiger Ettrich.
Z důvodu enormního zájmu bude FEBS komisi předložen návrh projektu zorganizovat
4. ročník FEBS Advanced course „Advanced methods in macromolecular crystallization IV“,
který by se měl konat v AUC na Nových Hradech od 1. do 8. října 2010.
Noví studenti:
Marina Sviatlova
Katsiaryna Shamayeva
Tatsiana Baikova
Morteza Khabiri
Zofie Sovova (dokončila Mgr., zahájila doktorské studium)
Publikace 2008:
(V přípravě dalších 5)
Julie Wolfová, Jiří Brynda, Jeroen R. Mesters, Jannette Carey, Rita Grandori and Ivana Kutá
Smatanová, Crystallographic study of Escherichia coli favoprotein WrbA, a new NAD(P)Hdependent guinine oxidoreductase. Materials Structure 15, 1, 55-57 (2008).
Alena Stsiapanava, Tana Koudelakova, Mikalai Lapkouski, Martina Pavlova, Jiri Damborsky
and Ivana Kuta Smatanova,:Crystals of DhaA mutants from Rhodococcus rhodochrous
NCIMB 13064 diffracted to ultra high resolution: crystallization and preliminary diffraction
analysis. Acta Cryst. F64, 137-140 (2008). (IF= 0.645)
Mikalai Lapkouski , Santosh Panjikar , Pavel Janscak , Ivana Kuta Smatanova , Rudiger
Ettrich , Eva Csefalvay, Structure of the motor subunit and translocation model for EcoR124I
14
restriction-modification complex, submitted to Nature Structural and Molecular Biology,
under review. (IF= 11.085)
Jan Benedikt, Abdul Samad, Rudiger Ettrich, Jan Teisinger, and Viktorie Vlachova, Essential
role for the putative S6 inner pore region in the activation gating of the human TRPA1
channel, submitted to Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS, Under
review. (IF= 9.598)
Csefalvay E., Lapkouski M., Komarek O.: Expression, purification and preliminary
crystalization study of RpaC protein from Synechocystis sp. PCC6803. Photosynthetica,
submitted, (IF= 0.976)
J.Ristvejová, I. Kutá-Smatanová, J.Brynda, N.Lapkouski, J.L. Revuelta., J.B Arellano.,
R.Ettrich, Crystallization and preliminary crystallographic characterization of the PsbP
protein from oxygen-evolving complex of photosystem II from Spinacia oleracea, submitted
to Acta Crystallographia F (IF= 0.645)
Natallia Kulik, Lenka Weignerová, Tomáš Filipi, Petr Pompach, Petr Novák, Hynek Mrázek,
Karel Bezouška, Vladimír Křen, and Rüdiger Ettrich, The α-galactosidase type A gene from
Aspergillus niger encodes a fully functional α-N-acetylgalactosaminidase, submitted to
Biochemical and Biophysical Research Communications, (IF= 2.749)
Ivana Kuta Smatanova, Julie Wolfova, Jiri Brynda, Mikalai Lapkouski,, Peter Palencar,
Michal Kuty, Jeroen R. Mesters, Rita Grandori, Rudiger Ettrich and Jannette Carey
Crystallographic Characterization of E. coli WrbA and its Complex with FMN, prepared for
submission to Biochemistry
Jannette Carey and Rudiger Ettrich, Applications of molecular dynamics simulations to study
protein quarterny structure changes involved in allostery, Methods in Enzymology (book
series), invited review with deadline 15th October 2008, (IF= 2.122)
Peter Palencar, Jakub Psencik, Tatyana Prudnikova, Frantisek Vacha, Michal Kuty: The
effects of light induced reduction of the Photosystem II reaction center. Submitted to Journal
of Molecular Modeling, (IF= 1.669)
Samad A, Minofar B, Stockner T, Kulik N, Teisinger J, Ettrich R, Vlachova V (2008)
Complex role of PIP2 in the regulation of TRPA1. In preparation for Journal of Neuroscience
J. Ristvejová, M. Lapkouski, V. Kopecky Jr., K. Hofbauerova, Z. Sovova, S. Gonzalez-Perez,
I. Kutá-Smatanová, J.L. Revuelta., J.B Arellano., R.Ettrich, Structure and Dynamics of the
PsbP protein from oxygen-evolving complex of photosystem II from Spinacia oleracea,
prepared for submission
Přednášky:
R.Ettrich, Young Scientist Talk, Structure of the motor subunit and model for translocation by
the type I restriction enzyme EcoR124I, 22nd Annual Symposium of the Protein Society, 22nd
July 2008, San Diego, California, USA
15
R.Ettrich, Structure of the motor subunit and translocation model for EcoR124I restrictionmodification complex, 15th April 2008, National Institute of Child Health and Human
Development, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA (Accomodation
covered by NIH)
R.Ettrich, Structure of the motor subunit and translocation model for EcoR124I restrictionmodification complex, 21st April 2008, Princeton University, New Jersey, USA
(Accomodation and local expenses covered by Princeton University)
J. Ristvejová,Cross-linking studies of the oxygen-evolving complex proteins PsbP and PsbQ
from Spinacia oleracea, Institute of Organic Chemistry, Johannes Kepler University, Linz,
Rakousko, 15. January 2008
Ristvejová J., Lapkouski M., Sovová Ž., González-Pérez S., Kopecký V. Jr., Revuelta J. L.,
Arellano J. B., Ettrich R.: Structural analysis of PsbP protein of the oxygen-evolving complex
from Spinacia oleracea, XXI. biochemický sjezd - České Budějovice, 14-17 September 2008
(presented by JR)
M. Lapkouski, 25th July 2008, Macromolecular Structure Group, University of California in
San Franscisco, California, USA (Expenes partially covered by a Finn Wald Travel Award to
ML)
M. Lapkouski, 17th July 2008, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney
Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA (Accomodation and local
expenses covered by NIH)
A. Stsiapanava, J. Dohnalek, M. Kuty, M. Lapkouski, Jose A. Gavira, Tana Koudelakova, Jiri
Damborsky and I. Kuta Smatanova: Preliminary structure characterization of DhaA mutants
from Rhodococcus rhodochrous. Materials Structure 15, 2a, k33 (2008). Colloquium of
CSCA “Structure 2008”, Valtice, Czech Republic
Tatyana Prudnikova, José A. Gavira, Pavlína Řezáčová, Michal Kutý, František Vácha,
Jakub Pšenčík, Juan M. Garcia-Ruiz and Ivana Kutá Smatanová: Crystallization study of high
plants photosystem II and chlorosomal bacteriochlorophyll c aggregates. Materials Structure
15, 2a, k57 (2008). Colloquium of CSCA “Structure 2008”, Valtice, Czech Republic
Jiri Brynda, Jannette Carey, Julie Wolfova, Rita Grandori, Tobias Gustavsson, Rudiger H.
Ettrich and Ivana Kuta Smatanova: WrbA bridges bacterial flavodoxins and eukaryotic
NAD(P)H:quinone oxidoreductases. Materials Structure 15(1), 60 (2008). 276th CSCA
seminar (Rozhovory) Bratislava, Slovensko
Konferenční příspěvky publikovány ve vědeckých časopisech – prezentace formou posterů:
Natallia Kulik, Lenka Weignerová, Karel Bezouška, Vladimir Křen and Rüdiger Ettrich:
Structural modeling of a-galactosidase and a-galactosaminidase from Aspergillus Niger.
German Conference on Bioinformatics 2008, Dresden, Germany, September 9-12.
Samad A., Minofar B., Zayats V., Kulik N., Stockner T. & Ettrich R.: Building a structural
model for transient receptor potential channels: possibilities and limitations., 6th FENS Forum
16
on European Neuroscience, July 12-16, Geneva, Switzerland (Expenses partially covered by
FENS travel award to AS)
Rudiger Ettrich, Natallia Kulik, Vladimir Kopecky Jr, Katerina Hofbauerova, Petr Pompach,
Jan Sklenar, Ondrej Plihal, Vladimir Kren, Karel Bezouska, Structure, Function and
Dynamics of fungal beta-N-Hexosaminidase, The 2008 Protein Structure Initiative
"Bottlenecks" Workshop, April 14-16, 2008, Natcher Conference Center, Bethesda,
Maryland, USA
R. Ettrich, R. Strawn, M. Melichercik, T. Stockner and J. Carey., Allosteric Activation of
Hexameric Arginine Repressor: A Molecular Dynamics Study, 22nd Annual Symposium of
the Protein Society, 18-24 July 2008, San Diego, California, USA
M. Lapkouski, S. Panjikar, P. Janscak, I. Kuta-Smatanova, J. Carey, R. Ettrich and E.
Csefalvay, Structure of the Motor Subunit and Translocation Model for EcoR124I
Restriction- Modification Complex, 22nd Annual Symposium of the Protein Society, 18-24
July 2008, San Diego, California, USA
Lapkouski Mikalai, Panjikar Santosh, Kuta Smatanova Ivana, Csefalvay Eva, Structural
studies on the 120 kDa motor subunit (HsdR) of the EcoR124I endonuclease from E. Coli,
January 6th-11th 2008, Frontiers of Structural Biology, Steamboat Springs, Colorado
(Expenses partially covered by Keystone Symposia Scholarship for International Students to
ML)
Ivana Kuta Smatanova, Jose A. Gavira, Pavlina Rezacova, Michal Kuty and Juan M. GarciaRuiz: Application of advanced crystallization methods on crystallization of membrane and
soluble proteins. ICCBM12 Program and Abstract Book, 53 (2008). 12th International
Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules, Cancun, Mexico
Alena Stsiapanava, Tana Koudelakova, Mikalai Lapkouski, Martina Pavlova, Jiri Damborsky
and Ivana Kuta Smatanova: Crystallization and preliminary diffraction analysis of
Rhodococcus rhodochrous NCIMB 13064 DhaA mutants. ICCBM12 Program and Abstract
Book, 100 (2008). 12th International Conference on the Crystallization of Biological
Macromolecules, Cancun, Mexico
Tatyana Prudnikova, Michal Kutý, José A. Gavira, Pavlína Řezáčová, Juan M. García-Ruiz
and Ivana Kutá Smatanová: Crystallization study of higher plants photosystem II. ICCBM12
Program and Abstract Book, 137 (2008). 12th International Conference on the Crystallization
of Biological Macromolecules, Cancun, Mexico
Protein Structures deposited to the PDB-database:
2W00 Crystal structure of the HsdR subunit of the EcoR124I restriction enzyme in complex
with ATP, Authors: Lapkouski, M., Panjikar, S., Janscak, P., Ettrich, R., Kuta Smatanova, I.,
Csefalvay, E.
2VU4 Structure of PsbP protein from Spinacia oleracea at 1.98 A resolution M.Lapkouski,
R.Ristvejova, J.B.Arellano,J.L.Revuelta,I.Kuta Smatanova, R.Ettrich
17
Zpráva 2008 – MU Brno
Postup plnění úkolů 2008:
Ve shodě s grantovým návrhem byly v roce 2008 dále rozvíjeny a zdokonalovány
softwarové nástroje pro racionální design proteinů - počítačové programy umožňující studium
struktury a dynamiky komplikovaných proteinových struktur: (i) program CAVER pro
počítání velikosti a průchodnosti tunelů v proteinových strukturách, (ii) program HOTSPOT
WIZARD pro racionální design mutantů se změněnou substrátovou specifitou a (iii) databáze
HADES pro uchovávání informací o enzymech. Tyto programy byly současně použity
v projektech zaměřených na konstrukci enzymů s novými užitnými vlastnostmi.
Byla provedena série měření vlivu organických solventů na strukturu a funkci enzymů
halogenalkandehalogenas. Na základě potenciálního využití v environmentálních a
průmyslových aplikacích byly vybrány tři halogenalkandehalogenasy. LinB izolovaná ze
Sphingobium japonicum UT26 a DhaA z Rhodococcus rhodochrous NCIMB 13064 byly
vybrány pro svou širokou substrátovou specifitu a schopnost degradovat bis(2chlorethyl)sulfid (yperit); DbjA izolovaná z Bradyrhizobium japonicum USDA110 je
zajímavá vysokou enantioselektivitou, která řadí DbjA mezi biokatalyzátory vhodné pro
průmyslové syntézy chirálních sloučenin. Bylo prokázáno, že halogenalkandehalogenasy
mohou pracovat nejen ve vodném prostředí, ale také v přítomnosti nekonvenčních solventů,
jako jsou vodou mísitelná organická rozpouštědla. Nejvyšší tolerance k testovaným
organickým rozpouštedlům byla detekována u DbjA. Dále byla provedena strukturní
charakterizace enzymů metodou cirkulárního dichroismu a fluorescenční spektroskopie.
Měření ukázala, že zatímco v případě LinB mužeme vyloučit konformační změnu jako hlavní
příčinu ztráty aktivity, u DhaA a DbjA bylo potvrzeno, že pokles aktivity v přítomnosti
organických rozpouštedel je spojen se strukturními změnami. V navazující části projektu bude
studována příčina neobvykle vysoké aktivity DbjA v přítomnosti organických rozpouštědel.
Projekt bude nově řešen nejen experimentálně na pracovišti MU, ale i teoreticky ve skupině
Dr. Rüdigera Ettricha na pracovišti SBE AVČR a ÚFB JU Nové Hrady v rámci spolupráce
CBB.
V podprojektu
zaměřeném
na
konstrukci
vylepšených
biokatalyzátorů
kombinovanými metodami racionálního designu a řízené evoluce (zavedených v 1. a 2. roce
projektu CBB) jsme řešili problém odstraňování organického polutantu 1,2,3-trichlorpropanu
(TCP). TCP se do životního prostředí dostává z řady chemických syntéz a setrvává
v podzemních vodách desítky let, je toxický a potenciálně karcinogenní pro člověka. Cílem
projektu bylo vylepšit katalytickou účinnost přírodního enzymu DhaA s touto nebezpečnou
látkou. Několik zahraničních laboratoří pracujících v oblasti proteinového inženýrství se tímto
problémem v minulosti zabývalo a došlo k vylepšením nedostatečným pro praktické aplikace
(např. 4-násobné vylepšení fy Diversa Corp., USA). Námi zkonstruovaný mutantní protein
DhaA31 dosáhl 36-násobného vylepšení a otevírá nové možnosti v ekologické likvidaci TCP.
Mutant byl navržen s použitím programu CAVER a strukturní mechanismus zlepšení aktivity
je v současné době studován termodynamickou analýzou, počítačovým modelování a
krystalografickou analýzou prováděnou ve spolupráci se skupinou Dr. Ivy Kuté-Smatanové na
SBE AVČR a ÚFB JU Nové Hrady v rámci spolupráce CBB.
18
Akce pořádané v roce 2008:
Ve dnech 15.-16. května 2008 proběhlo v Brně pracovní setkání „EU Outreach Workshop on
Industrial Biotechnology“. Setkání bylo spoluorganizováno CBB a Jihomoravským
inovačním centrem na žádost Evropské komise s osobní účastí zástupců Evropské komise,
EuropaBio a SusChem. Hlavním tématem pracovního setkání bylo projednání možnosti růstu
a posílení pozice České republiky na poli průmyslových biotechnologií, zhodnocení
současného stavu a příprava dokumentu jako základního materiálu pro účely podpory
biotechnologického výzkumu, vývoje a průmyslu České republiky. Vypracovaný materiál
bude poskytnut autoritám v Bruselu a ministerstvům v České republice.
Ve dnech 25.- 30. října 2008 se bude v Sant Feliu ve Španělsku konat mezinárodní konference
„Protein Design and Evolution for Biocatalysis“. Tuto konferenci spoluorganizuje CBB.
Cílem konference je umožnit celosvětové setkání teoretiků a experimentátorů působících
v oblasti proteinového inženýrství. Program konference obsahuje 24 prezentací zvaných
řečníků, 14 krátkých sdělení začínajících vědců, 2 posterové sekce a 1 panelovou diskusi.
Stav financí:
pro rok 2008 nebyly investice plánovány
mzdové prostředky jsou čerpány v souladu s návrhem
neinvestiční prostředky jsou čerpány v souladu s návrhem
Plán prací pro rok 2009:
V příštím roce bude studován kombinovaný vliv organických rozpouštědel a anorganických
solí na strukturu a funkci halogenalkandehalogenas. Metodami enzymové kinetiky a
počítačového modelování bude studován mechanismus aktivace/inhibice proteinů v závislosti
na kompozici média.
Zahraniční styky a stáže - MU:
V roce 2008 absolvovali členové pracovní skupiny na Masarykově univerzitě dvě
zahraniční stáže: Táňa Koudeláková navštívila Univerzitu Greifswald (Německo) a Martina
Pavlová Univerzitu Groningen (Holandsko).
Publikace:
1. Otyepka, M., Banáš, P., Magistrato, A., Carloni, P., Damborský, J., 2008: Role of
Electrostatics for Enzyme Catalysis: the Case of Hydrolytic Dehalogenation. ProteinsSTRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS 70: 707-717. IF = 3,354
2. Stsiapanava, A., Koudeláková, T., Lapkouski, M., Pavlová, M., Damborský, J., Kutá
Smatanová, I., 2008: Crystals of DhaA Mutants from Rhodococcus rhodochrous NCIMB
13064 Diffracted to Ultra High Resolution: Crystallization and Preliminary Diffraction
Analysis. Acta Crystallographica F64: 137-140. IF = 0,645
3. Grochová, D., Vaňková, J., Ravčuková, B., Damborský, J., Vojtěšek, B., Šmardová, J.,
2008: Analysis of Transactivation Capability and Conformation of p53 TemperatureDependent Mutants and Their Reactivation by Amifostine in Yeast. Oncogene 27: 12431252. IF = 6,440
4. Pavlová, M., Klvaňa, M., Chaloupková, R., Banáš, P., Otyepka, M., Wade, R., Nagata,
19
Y., Damborský, J. Design and Evolution of Haloalkane Dehalogenase with Enhanced
Conversion of 1,2,3-Trichloropropane by Modification of Access Tunnels. Nature
Chemical Biology IF = 13.683 (in review).
5. Fohlerová, R., Mazura, P., Janda, L., Chaloupková, R., Jeřábek, P., Damborský, J.,
Kiran, N.S., Brzobohatý, B. Functional Analysis of the Aglycone-Binding Site of the
Maize β-Glucosidase Zm-p60.1. FEBS Journal (submitted).
6. Chaloupková, R., Prokop, Z., Straková, M., Sato, Y., Nagata, Y., Damborský, J.:
Stereoselectivity and Conformational Stability of Haloalkane Dehalogenase DbjA from
Bradyrhizobium japonicum USDA110: The Effect of pH and Temperature. Biochemistry
(submitted).
Přednášky:
Holub P., Pavlová M, Klvaňa M., Prokop Z., Chaloupková R., Oakley A., Tsuda M.,
Nagata Y., Damborský, J.: Protein Engineering of Haloalkane Dehalogenases: Towards the
Change of Reaction Mechanism, XII. Working Meeting of Biochemists and Molecular
Biologists, February 6-7, 2008, Brno, Czech Republic, (presented by PH).
Bidmanová Š., Prokop Z., Chaloupková R., Kuncová G., Bolyó J., Damborský J.:
Development of Enzyme Biosensors for Detection of Toxic Halogenated Compounds, XII.
Working Meeting of Biochemists and Molecular Biologists, February 6-7, 2008, Brno, Czech
Republic, (presented by ŠB).
Dvořák P., Pavlová M., Klvaňa M., Chaloupková R., Prokop Z., Nagata Y., Damborský
J.: Semi-Rational Engineering of Haloalkane Dehalogenases DHAA Towards Improved
Activity with 1,2-Dichloroethane, XII. Working Meeting of Biochemists and Molecular
Biologists, February 6-7, 2008, Brno, Czech Republic, (presented by PD).
Brezovský J., Monincová M., Prokop Z., Sato Y., Senda T., Nagata Y., Rebecca C. Wade
R.C., Damborský J.: Quantitative Comparison of Binding Sites within the Protein Family of
Haloalkane Dehalogenases, XII. Working Meeting of Biochemists and Molecular Biologists,
February 6-7, 2008, Brno, Czech Republic, (presented by JB).
Hasan K., Monincová M., Jesenská A., Chaloupková R.,Koudeláková T., Prokop Z., Geerlof
A., Damborský J.: Characterization of Haloalkane Dehalogenase DmbC from
Mycobacterium tuberculosis H37Rv, Indonesian Student’s Scientific Meeting, May 13–15
2008, Delft, The Netherlands, (presented by KH).
Chovancová, E., Damborský, J.: Bioinformatics - Tool for Solving Biological Problems, 4th
International Summer School on Computational Biology, May 29-31, 2008, Brno, Czech
Republic, (presented by ECH).
Chaloupková, R., Prokop, Z., Damborský, J.: Strukturní a funkční charakterizace enzymů,
Exprese rekombinantních proteinů, June 17, 2008, Praha, Czech Republic, (presented by
RCH).
Stsiapanava, A., Dohnálek, J., Kutý, M., Lapkouski, M., Gavira, J.A., Damborský, J., KutáSmatanová, I.: Preliminary Structure and Characterization of DhaA Mutants from
Rhodococcus rhodochrous, Struktura 2008, June 16-19, 2008, Valtice, (presented by AS).
20
Pavlová, M., Klvaňa, M., Dvořák, P., Chaloupková, R., Wade, R.C., Nagata, Y.,
Damborský, J.: Engineering of Enzymes: Optimization of Access Pathways into Active Site,
VIII. Mezioborové setkání mladých vědeckých a výzkumných pracovníků z oboru chemie,
biochemie a molekulární biologie, June 10-13, 2008, Milovy, Czech Republic, (presented by
MP).
Postery:
Stsiapanava, A., Koudeláková, T., Lapkouski, M., Pavlová, M., Damborský, J., Kutá
Smatanová, I.: Crystallization and Preliminary Diffraction Analysis of Rhodococcus
rhodocrous NCIMB 13064 DhaA Mutants, 12th International Conference on the
Crystallization of Biological Macromolecules, May 6-9, 2008, Cancun, Mexico (presented by
AS).
Brezovský, J., Wade, R., Damborský, J.: Quantitative Analysis of the Substrate Specificity
of Haloalkane Dehalogenases, Biomolecular Simulation, July 1-8, 2008, Paris, France
(presented by JB).
21
Přílohy – Národní a mezinárodní akce uspořádané v r. 2008 v rámci aktivit
CENTRA BIOKATALÝZY A BIOTRANFORMACÍ
22
OUTREACH WORKSHOP ON INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY IN THE CZECH REPUBLIC
DAY 1
Time
10:0013:00
13:0013:10
13:1013:35
13:3513:55
13:5514:15
14:1514:35
15:0015:15
15:1517:15
Activity
People
Objective
Arrival, registration and refreshment
all
getting together
Welcome and opening
J. Damborsky and J. Vanhemelrijck
welcome
Introduction of participants
all
learn to know each other
Presentation of EuropaBio & SusChem
C. Burel
inform about organizations and expectations
Presentation of Biotechnology in FP7
M. Sormann
inform about organizations and expectations
Presentation of status of IB in Czech Republic
Coffee
P. Šebo
gain an overview of IB in Czech Republic
Presentation of "rules" and objectives
M. Kostka
organize discussion and move to meeting rooms
Group discussion:
- R&D
- Innovation
- Policy
groups lead by spokesmen V. Křen, J. Krechl, M. Minárik
discuss status of IB in Czech Republic; give recommendations
Coffee
17:3018:30
Preparation of draft summary
chairman J. Vanhemelrijck and spokesmen
preparation of draft summary
19:00
Dinner and social evening
all
getting together, informal discussions
DAY 2
Time
9:00-9:40
9:40-10:00
10:0011:30
Activity
Presentation of conclusions group discussions
Presentation of summary by chairman
People
spokesmen V. Křen, J. Krechl, M. Minárik
chairman J. Vanhemelrijck
Objective
information on results from group discussions
information on draft of the summary
General discussion & conclusions
Coffee
all
finalization of the summary
briefing with media
lunch and departure
J. Vanhemelrijck, C. Burel, M. Sormann, V. Křen, J. Krechl, M. Minárik
all
state of the art and future of IB in Czech Republic and Europe
12:0012:30
12:00
23
OBJECTIVES OF THE ROUNDTABLE ON INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
General objectives and purpose of the meeting
The main purpose of the roundtable is to identify how industrial biotechnology can be
further developed in the Member State and how implementation and coordination can be
improved between Member State and the EU.
This will be done during the workshop by:
• Identifying needed measures to stimulate research and innovation.
• Identifying needed policies to develop a strong and competitive biobased economy.
• Discussing adequacy between European initiatives such as the research and policy
agendas developed by Suschem and the priorities and ongoing actions carried-out at
national level.
• Presenting ongoing European research and innovation programmes on biobased
economy, focusing on industrial biotechnology so that industrial biotechnology actors in
the Member State can more easily take part in European initiatives.
• Identifying possible cooperation with other Member States and by discussing specific
issues (like pilot- and demo- plant financing) where transnational cooperation and
coordination at European level is needed and ways to achieve it.
Expected outputs of the roundtable
•
•
•
Better understanding of the industrial biotechnology sector in each Member State (what
kind of enterprise, what policies exist, what kind of research projects are conducted, etc.).
Concrete recommendations on how to improve industrial biotechnology in the Member
State.
Rise awareness of national decision makers on the fact that industrial biotechnology is a
growing sector with important potential.
Actions after the roundtable – What will it be used for?
•
•
•
•
•
Conclusions of the workshop will be summarized and published in a memorandum.
A summary of all roundtables will be published at the end of 2008.
An exhaustive report on industrial biotechnology status in EU-27 (+ Norway, Turkey and
Croatia) will be done and published by the end of 2008.
Recommendations will be given to the Commission and Member State with the aim of
developing industrial biotechnology in the EU.
Follow-up actions will be discussed with KBBE-net (representatives of Member State
officials to the KBBE theme in FP7)
24
RESEARCH CONFERENCES
ESF-EMBO Symposium
Protein Design and Evolution
for Biocatalysis
Hotel Eden Roc, Sant Feliu de Guixols (Costa Brava)  Spain
25-30 October 2008
Chair: Jiri Damborsky, Masaryk University, CZ
www.esf.org/conferences/08255
www.esf.org
25
Final
Programme
Day 1 October 25
Late afternoon /
early evening
Registration at the ESF-RC desk
19.00
Welcome Drink
20.00
Supper
Day 2 October 26
08.45-09.00
Conference Opening
Session 1: Fundamentals of enzymatic catalysis
Chairs: Paul Engel, University College Dublin, UK, Peter Neubauer, University of Oulu, FI
09.00-09.35
Stephen Benkovic
Pennsylvania State University, US
Perspective on Biocatalysis
09.35-09.55
Colin Jackson
CSIRO, AU
Comparison between Neutral Drift and Classical
Evolution in the Development of Insecticide
Resistance
09.55-10.30
John Gerlt
University of Illinois, US
Prediction of Function in the Enolase and
RuBisCO Superfamilies
10.30-11.00
Coffee break
11.00-11.35
Gregory Petsko
Brandeis University, US
What Makes a Binding Site a Binding Site
11.35-12.00
Florian Hollfelder
University of Cambridge, UK
Multiple Catalytic Promiscuity
12.00
Lunch
15.00-15.30
Coffee break
26
Session 2: Bioinformatics in protein design
Chairs: Yan Feng, Jilin University, CN, Patrice Soumillion, Université Catholiqe de Louvain, B
15.30-16.05
Janet Thornton
European Bioinformatics Institute, UK
The Evolution of Enzyme Specificity in Large
Protein Families
16.05-16.25
Paul Alan Bates
Cancer Research, UK
Protein Engineering of the Cancer Drug: LAsparaginase
16.25-17.00
Brian Schoichet
University of California - San Francisco, US
Forward and Reverse Chemical Information in
Biology
17.00-17.30
Coffee break
17.30-18.05
Janusz Bujnicki
International Institute of Molecular and Cellular Biology, PL
Protein Structure Prediction for Protein
Engineering
18.05-18.40
Ludek Matyska
CESNET and Masaryk University, CZ
Enabling Grids for E-SciencE - Infrastructure for
In Silico Experiments
19.00
Dinner
20.00-22.00
Poster Session I
Day 3 –
October 27
Session 3 Computer modelling in protein design
Chairs: Miguel Gonzales, University of Barcelona, ES, Pierre Monsan, INSA University of
Toulouse, F
09.00-09.35
Arieh Warshel
University of Southern California, US
Hidden Principles of Enzyme Design
9.35-09.55
Maria Suarez
Ecole Polytechnique, F
Engineering of a Thioredoxin Protein with
Additional Enzyme Function using Computational
Design
09.55-10.30
Federico Gago
University of Alcala, ES
Computer Simulations of Enzyme Activity and
Inhibition
10.30-11.00
Coffee break
27
11.00-11.35
Adrian Mulholland
University of Bristol, UK
Computational Enzymology as a Guide for
Catalyst Design
11.35-11.55
Sanja Tomic
Rudjer Boskovic Institute, HR
Combined 3D QSAR and QM/MM Study of the
Burkholderia cepacia Lipase Enantioselectivity
11.55-12.30
Juergen Pleiss
University Stuttgart, DE
Computational Enzyme Design: Structure,
Dynamics and Solvent Effects
12.30
Lunch
15.00-15.30
Coffee break
Session 4 Computer modelling in protein design / Synthetic
biology
Chairs: Volker Heinrichs, Athenix, USA, Anju Chadha, IIT Madras, IN
15.30-16.05
Rebecca Wade
EML Research, DE
Probing Enzyme Dimerization and Regulation by
Protein Mutation
16.05-16.25
Vesna Mitchell
Codexis, USA
Combining Shuffling, ProSAR and Biocatalyst
Panels to Develop Enzymes for Chemical
Synthesis
16.25-17.00
Daniela Grabs-Roethlisberger
University of Washington, US
Computational de novo Design of Protein
Catalysts
17.00-17.30
Coffee break
17.30-18.05
Sven Panke
ETH Zurich, CH
Engineering Multi-Enzyme Systems
18.05-18.40
Gregory Linshiz
Weizmann Institute of Science, IL
De novo DNA Synthesis Using Single-Molecule
PCR
19.00
Dinner
20.30-21.30
Forward Look Plenary Discussion
Chairs: Stephen Benkovic, Uwe Bornscheuer,
Dick Janssen, Romas Kazlauskas, Manfred
Reetz, Daniel Tawfik
28
Day 4 –
October 28
Session 5 Directed evolution of biocatalysts
Chairs: Manfred Konrad, Max-Planck-Institute for Biophysical Chemistry, DE, Montarop
Yamabhai, Suranaree University of Technology, TH
09.00-09.35
Dan Tawfik
Weizmann Institute of Science, IL
The Makings of New Biocatalysts
9.35-09.55
Ulrich Schwaneberg
Jacobs University Bremen, UK
Steering Directed Protein Evolution
09.55-10.30
Manfred Reetz
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, DE
Methodology Development for Fast Directed
Evolution
10.30-11.00
Coffee break
11.00-11.35
Philipp Holliger
MRC Cambridge, UK
Evolving Polymerases by Compartmentalized
Self-Replication
11.35-11.55
Aurelio Hidalgo
Universidad Autónoma de Madrid, ES
Simple Methodology for Cassette Randomization
and Recombination for Focused Directed
Evolution
11.55-12.30
Burckhard Seelig
Harvard Medical School, US
De novo Enzyme Creation and Evolution using
mRNA Display
12.30
Lunch
Afternoon
Half-day excursion
19.00
Dinner
20.00-22.00
Poster Session II
Day 5 –
October 29
Session 6 Directed evolution and engineering of biocatalysts
Chairs: Manfred Schneider, Bergische Universitaet, DE, Vytas Svedas, Lomonosov Moscow
State University, RU
09.00-09.35
Romas Kazlauskas
University of Minnesota, US
29
Teaching Enzymes to Catalyze New Reactions
9.35-09.55
Amir Aharoni
Ben Gurion University, IL
Directed Evolution of Cytosolic Sulfotransferases
for Enhanced Thermostability and Specificity
09.55-10.30
Karl-Erich Jaeger
Heinrich-Heine-University Duesseldorf, DE
Production and Design of Novel Biocatalysts
10.30-11.00
Coffee break
11.00-11.35
Karl Hult
Royal Institute of Technology, SE
Protein Engineering of Candida antarctica Lipase
B for New Substrate and Reaction Specificities
11.35-11.55
Nobuhiko Tokuriki
Weizmann Institute of Science, IL
GroEL/ES Chaperones Promote Genetic
Variation and Accelerate Enzyme Evolution
11.55-12.30
Stefan Lutz
Emory University, US
Engineering Enzymes by Circular Permutation:
Beyond CALB
12.30
Lunch
15.00-15.30
Coffee break
Session 7 Directed evolution and engineering for biocatalysis
Chairs: Magali Remaud-Simeon, University of Toulouse, F, Thomas John Smith, Sheffield
Hallam University, UK
15.30-16.05
Uwe Bornscheuer
University Greifswald, DE
Rational Protein Design vs. Directed Evolution:
Examples to Improve Enantioselectivity
of Biocatalysts
16.05-16.25
Zbynek Prokop
Masaryk University, CZ
Two Independent Enantioselective Elements
Confined to a Single Active Site of Haloalkane
Dehalogenase
16.25-17.00
Dick Janssen
University of Groningen, NL
Engineered Enzymes for Enantioselective
Epoxide Ring Opening
17.00-17.30
Coffee break
17.30-18.05
Nick Turner
University of Manchester, UK
Directed Evolution of Enzymes for Applications in
Organic Synthesis
30
18.05-18.25
Marc Creus
University of Neuchatel, CH
Artificial Metalloenzymes are Versatile Systems
for Enantioselective Biocatalysis
20.00
Get-together & Conference Dinner
Day 6 –
October 30
Breakfast &
Departure
Posters
For authors presenting posters, panels measuring 130 x 130 cm will be available at the
conference site. Poster sessions will be held on Sunday and Tuesday: 20.00 to 22.00. The
authors with odd poster numbers should be available at their posters during the session on
Sunday (Poster Session I), keeping their posters on display until Tuesday morning. The
authors with even numbers will present on Tuesday evening (Poster Session II) and keep
their posters on display until the end of the conference.
A list with poster numbers will be made available on the website a few weeks before the
conference.