Η 15-λιποξυγενάση-1 (15-LOX-1) είναι ένα βασικό ένζυμο στα κύτταρα των θηλαστικών, που εμπλέκεται κυρίως στο μεταβολισμό των λιπιδίων. Εντοπίζεται στο κυτταρόπλασμα του ανοσοποιητικού συστήματος και των επιθηλιακών κυττάρων και στοχεύει σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα όπως το αραχιδονικό και το λινολεϊκό οξύ. Καταλύοντας την οξυγόνωση των λιπαρών οξέων στη 15η θέση άνθρακα, παράγει παράγωγα υδροϋπεροξυεικοσατετραενοϊκού οξέος (HPETE), που χρησιμεύουν ως πρόδρομα μόρια όπως ως βιοδραστικοί μεσολαβητές λιπιδίων. Η σημασία της 15- LOX-1 εκτείνεται σε διάφορες φυσιολογικές και παθολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένων των φλεγμονών, της αθηροσκλήρωσης, του καρκίνου και των νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Συνολικά, η 15-λιποξυγενάση-1 χαρακτηρίζεται ως ένα πολύπλευρο, σημαντικό ένζυμο για τον μεταβολισμό των λιπιδίων και την κυτταρική φυσιολογία, καθιστώντας το έτσι πρωταρχικό στόχο για θεραπευτικές παρεμβάσεις σε διαφορετικές παθήσεις. Στην συγκεκριμένη πτυχιακή εργασία, παρουσιάζεται αρχικά η διαδικασία ετερόλογης έκφρασης και καθαρισμού του ενζύμου και μετέπειτα εξετάζεται η ικανότητα υδρόλυσης του ΑΤΡ παράγοντας ADT και ανόργανο φώσφορο. Αφού διαπιστώθηκε η υδρόλυση ΑΤΡ από το ένζυμο και ποσοτικοποιήθηκε, εξετάστηκαν παράγοντες που πιθανώς επηρεάζουν το ποσοστό υδρόλυσης, όπως διαφορετικές συγκεντρώσεις του ΑΤΡ και του ενζύμου, ο χρόνος επώασης της αντίδρασης και η θερμική επώαση του ενζύμου σε διάφορες θερμοκρασίες. Ύστερα, διερευνήθηκε η αναστολή της καταλυτικής υδρόλυσης ΑΤΡ με τη χρήση δύο αναστολέων και η εξάρτηση της υδρόλυσης ΑΤΡ υπό την παρουσία υποστρώματος. Τέλος, μελετήθηκε η αντίδραση υδρόλυσης ΑΤΡ από το ένζυμο υπό την συνύπαρξη τόσο του υποστρώματος του ενζύμου όσο και ενός συναγωνιστικού αναστολέα.
(EL)
15-Lipoxygenase-1 (15-LOX-1) is a key enzyme in mammalian cells, mainly involved in lipid
metabolism. It is located in the cytoplasm of immune and epithelial cells and targets
polyunsaturated fatty acids such as arachidonic and linoleic acids. By catalyzing the oxygenation of
fatty acids at the 15th carbon position, it produces hydroperoxyacetate tetraenoic acid derivatives
(HPETE), which serve as precursors such as lipid bioactive mediators. The importance of 15- LOX1 extends to various physiological and pathological processes, including inflammation,
atherosclerosis, cancer and neurodegenerative diseases. Overall, 15-lipoxygenase-1 is characterized
as a multifaceted, important enzyme for lipid metabolism and cellular physiology, thus making it a
prime target for therapeutic interventions in different diseases. In this thesis, the heterologous
expression and purification process of the enzyme is first presented and then the ability to hydrolyze
ATP by ADT and inorganic phosphorus is examined. After the hydrolysis of ATP by the enzyme
was established and quantified, factors likely to affect the rate of hydrolysis were examined, such as
different concentrations of ATP and enzyme, reaction incubation time and thermal incubation of the
enzyme at different temperatures. Then, the inhibition of catalytic ATP hydrolysis using two
inhibitors and the dependence of ATP hydrolysis under the presence of substrate were investigated.
Finally, the ATP hydrolysis reaction of the enzyme under the coexistence of both the enzyme
substrate and a synergistic inhibitor was studied.
(EN)
University of Crete
