Ústav molekulárnej biológie SAV, v. v. i.
Názov témy
Amylolytické enzýmy – in silico prístupy k štúdiu ich sekvencií, štruktúr, špecificít a evolúcie
Program DŠ
Molekulárna biológia, Biochémia
Meno školiteľa/-ky
prof. Ing. Štefan Janeček, DrSc.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Prírodovedecká fakulta UK
Stručná anotácia
Téma PhD-štúdia je zameraná na štúdium amylolytických enzýmov bioinformatickými, t.j. in silico prístupmi. Predmetom štúdia budú amylolytické enzýmy z alfa-amylázových rodín, ktoré sú na základe svojich primárnych štruktúr klasifikované v databáze CAZy (Carbohydrate-Active enZymes; http://www.cazy.org/) do viacerých rodín glykozidových hydroláz (GH): (i) klan GH-H – rodiny GH13, GH70 a GH77; (ii) rodiny GH57 a GH119; a (iii) rodina GH126. Napr. hlavná alfa-amylázová rodina GH13 – súčasť klanu GH-H a zároveň rozdelená do 47 podrodín – obsahuje viac ako 175 tisíc sekvencií proteínov, ktoré reprezentujú cca 30 rôznych enzýmových špecificít (január 2024). Amylolytické enzýmy z jednotlivých rodín sa navzájom líšia vo svojich sekvenciách a štruktúrach, doménovom usporiadaní svojich proteínových molekúl, ako aj katalytických mašinériách. Toto všetko odráža ich evolučnú históriu vo vzťahu k enzýmovej špecificite a taxonómii. Hlavnými cieľmi práce bude prispieť k poznaniu unikátnych sekvenčno-štruktúrnych čŕt zodpovedných za konkrétne vlastnosti jednotlivých amylolytických enzýmov, najmä s ohľadom na ich substrátovú preferenciu a produktový profil, ako aj k objasňovaniu ich evolúcie. Práca by mala tiež umožniť definovanie nových enzýmových podrodín a priraďovanie enzýmovej špecificity pre hypotetické proteíny získavané zo sekvenovania kompletných genómov. Ďalšie možné využitie získaných poznatkov je proteínový dizajn amylolytických enzýmov. Dizertačná práca sa bude realizovať v Laboratóriu evolúcie proteínov (http://imb.savba.sk/~janecek/), ktoré patrí k popredným svetovým pracoviskám zapojených do štúdia amylolytických enzýmov v najširšom zmysle slova. K programu PhD-štúdia patrí aj zapojenie do širokej medzinárodnej spolupráce s možnosťou vycestovania na krátkodobé aj dlhodobé stáže v renomovaných zahraničných laboratóriách v Európe aj zámorí, kde je možné venovať sa vlastnej experimentálnej práci doktoranda zacielenej na potvrdenie hypotéz z bioinformatického prístupu k štúdiu amylolytických enzýmov vykonávaného v domácom laboratóriu.