Characteristics of the stability and activity of human ADP-dependent glucokinase

Glucokinase are enzymes that catalyze the phosphorylation of glucose to glucose-6-phosphate. It is a prelude to further its use through any changes, such as glycolysis, pentose-phosphate pathway and synthesis of glycogen. As in all living organisms, including humans, glycolysis is the major degradation pathway of glucose conjugated to the synthesis of ATP. Some of glucokinase, unusually, use of ADP as a substrate for phosphorylation. The genes encoding for glycolytic enzymes are highly conserved evolutionarily, but only a part expresses stable. Transcriptome analysis of human renal cell carcinomas and lung cancer cells showed that ADP-dependent glucokinase ADPGK has therein an increased level of expression relative to normal cells. ADP-dependent glucokinase also plays a role in T-cell activation. One of the current projects in the Department of Microbiology, Faculty of Biochemistry, Biophysics and Biotechnology of Jagiellonian University, is to determine the spatial structure of the human glucokinase ADPGK. This Bachelor's thesis was done in this project and presents an important step for the success of further experiments. The purpose this work was to measure the stability and activity of human protein ADPGK depending on environmental parameters such as a buffer, the pH and the temperature at which the reaction takes place.

Glukokinazy są to enzymy, które katalizują fosforylację glukozy do glukozo-6-fosforanu. Jest to wstęp do dalszego jej wykorzystania na drodze przemian takich jak glikoliza, szlak pentozofosforanowy czy synteza glikogenu. Tak, jak u wszystkich żyjących organizmów, również u człowieka glikoliza jest głównym szlakiem rozkładu glukozy sprzężonym z syntezą ATP. Niektóre z glukokinaz, nietypowo, wykorzystują ADP jako substratu do fosforylacji. Geny kodujące enzymy glikolityczne są wysoce konserwatywne ewolucyjnie, jednak tylko ich część wykazuje ekspresję na stałym poziomie. Analiza transkryptomów ludzkich komórek raka nerki oraz komórek raka płuc wykazała, że ADP-zależna glukokinaza ADPGK wykazuje w nich podwyższony poziom ekspresji w stosunku do zdrowych komórek. ADP-zależna glukokinaza odgrywa również rolę w aktywacji limfocytów T. Jednym z obecnie realizowanych projektów w Zakładzie Mikrobiologii Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, jest ustalenie struktury przestrzennej ludzkiej glukokinazy ADPGK. Niniejsza praca licencjacka została wykonana w ramach tego projektu i przedstawia etap ważny dla powodzenia dalszych doświadczeń w jego toku. Celem niniejszej pracy był pomiar stabilności oraz aktywności ludzkiego białka ADPGK w zależności od takich parametrów środowiska jak: bufor, jego pH oraz temperatura, w jakiej przebiega reakcja.