Témy doktorandského štúdia

Pomocné xylánolytické enzýmy

Biochémia

Mgr. Vladimír Puchart, PhD.

Kontakt:

Prírodovedecká fakulta UK

Xylán je hlavnou hemicelulózou tvrdých drevín. Je významne zastúpený aj v mäkkých drevinách. Okrem toho je jedným zo zásobných polysacharidov v semenách obilnín. Je to pentózan zložený z  1,4 viazaných xylopyranozylových jednotiek, ktoré sú do rôzneho stupňa ovešané rozličnými postrannými reťazcami. Dobre pochopený je vplyv týchto vetiev na endoxylanázy, hlavné enzýmy rozkladajúce tento polysacharid. Je však nedostatok informácií o vplyve týchto vetiev na pôsobenie takzvaných pomocných xylánolytických enzýmov, predovšetkým o vplyve iných substituentov v blízkosti väzby, ktorá sa má enzýmami štiepiť. Skúmanie týchto vplyvov bude témou doktorandského štúdia. Konkrétne sa bude študovať vplyv rôznych kombinácií substitúcií kyselinou octovou, kyselinou (4 O metyl ) D glukurónovou a  L arabinofuranózou na tom istom alebo susednom xylopyranozylovom zvyšku. Komerčne dostupné, v laboratóriu pripravené i chemicky nasyntetizované oligosacharidy sa použijú ako substráty na rozlíšenie rôznych typov acetylxylán¬esteráz,  glukuronidáz a  xylozidáz. Všetky tieto enzýmy sú na základe aminokyselinových sekvencií zoskupené do rôznych rodín sacharidových esteráz a glykozid-hydroláz, avšak táto klasifikácia doteraz nie je daná do súvislosti s rozpoznávaním alebo tolerovaním substrátov, ktoré sú vetvené komplikovanejším spôsobom. Tieto komplikovanejšie štruktúry sa pokladajú sa prirodzené substráty pre vyššie uvedené a doteraz podceňované enzýmy, ktoré sú však rovnako dôležité pre ekonomicky uskutočniteľné zužitkovanie rastlinnej hmoty.
Ciele: 1. Objasniť príčinu štruktúrnej rozmanitosti mnohých pomocných xylánolytických enzýmov – beta-xylozidáz, alfa-L-arabinofuranozidáz, alfa-glukuronidáz a acetylxylánesteráz; 2. Výskum substrátovej špecificity rôznych pomocných xylánolytických enzýmov; 3. Objasnenie vzťahu medzi štruktúrou týchto enzýmov, ich substrátovou špecificitou a biologickou funkciou