Bacterial protein sorting: experimental and computational approaches

Alle levende cellen bestaan uit compartimenten die begrensd worden door membranen. Deze membranen vormen een barrière voor water-oplosbare moleculen. Aangezien eiwitten voornamelijk in het cytoplasma van een cel gesynthetiseerd worden, zijn zogenaamde signaalpeptides en specifieke sorteermechanismes nodig om ze naar andere cellulaire compartimenten of het milieu buiten de cel te dirigeren. Het onderzoek beschreven in dit proefschrift was gericht op het ontrafelen van de principes van eiwitsortering en secretie in bacteriën. Hiertoe werd een combinatie van experimentele en computationele benaderingen ingezet met specifieke aandacht voor de bacterie Bacillus subtilis, die voor industriële eiwitproductie wordt gebruikt, en voor de ziekteverwekkers Porphyromonas gingivalis en Staphylococcus aureus. De resultaten laten zien hoe computationale en experimentele analyses elkaar enorm kunnen versterken, met name bij het voorspellen van de subcellulaire localisatie en secretie van eiwitten. Bovendien werden verbanden tussen eigenschappen van signaalpeptides en de efficiëntie van eiwitsecretie opgehelderd. Hiertoe werden nieuwe signaalpeptides ontworpen die vervolgens getest werden met behulp van een methode voor het analyseren van duizenden bacteriën. De verkregen resultaten werden ingezet om een computermodel te ontwikkelen, dat de efficiëntie van bacteriële eiwitsecretie kan voorspellen en deze voorspellingen tevens uitlegt. De ontwikkelde protocollen en experimentele procedures kunnen nu gebruikt worden voor verbeterde productie van industriële enzymen en voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen. Tezamen belichten de beschreven studies de voordelen van gecombineerde computationele en experimentele benaderingen en hun grote mogelijkheden voor de verbetering van biotechnologische, farmaceutische en biomedische toepassingen.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/2b9bad26-94bf-4a9c-8270-f99d462994d9