|
| |
|
|
A study of the HCV IRES variability: An experimental approach coupled with design of a large-scale mutation database
Khawaja, Anas Ahmad ; Pospíšek, Martin (vedoucí práce) ; Hirsch, Ivan (oponent) ; Valášek, Leoš (oponent)
Iniciace translace u viru hepatitidy C (HCV) probíhá mechanismem nezávislým na čepičce, který využívá vnitřního vazebného místo pro ribozom (IRES), které interaguje s eukaryotním translačním aparátem a je schopné jej využívat. V našem výzkumu jsme se zaměřili na strukturní konformaci jednotlivých domén HCV-IRES a na dopad primární sekvence IRES na konzervovanost a funkci této sekundární struktury. Za tímto účelem byl proveden screening pacientů infikovaných virem hepatitidy C pro zjištění míry heterogenity a celkové variability HCV-IRES vzniklé u pacientů v průběhu jejich nemoci pomocí optimalizování metod, jako jsou gelové elektroforézy s denaturačním nebo teplotním gradientem. Účinnost translace mutovaných HCV-IRES sekvencí byla měřena pomocí průtokové cytometrie. V některých případech jsme zjistili, že několikanásobné mutace, včetně těch, které jsou rozesety mezi různé domény HCV-IRES, vedly k obnově translační aktivity, ačkoli tyto mutace účinnost translace snižovaly, pokud byly analyzovány jednotlivě. Navrhujeme, že tato pozorování by mohla být vysvětlena potenciálními mezi- a/nebo vnitro-doménovými funkčními interakcemi působícími na velkou vzdálenost. Také jsme nalezli nové mutace, jejichž vliv na účinnost translace HCV-IRES byl experimentálně ověřen. Vytvoření rozsáhlé databáze variací...
|
|
|
Functional analysis of eIF3e subunit of human translation initiation factor 3 in living cells.
Šikrová, Darina ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Šanderová, Hana (oponent)
3 Abstrakt Eukaryotický iniciační faktor 3 (eIF3) je významným hráčem zúčastňujícim se více kroků iniciace translace, která v konečném důsledku vede k vytvoření elongace-schopného 80S ribosómu. Se svými 13 podjednotkami (eIF3a - eIF3m) představuje najvětší a nejkomplexnější translační iniciační factor, který se skládá ze tří vzájemně popřepájených modulů (i - iii). Navzdory jeho bezesporné důležitosti, přínos jednotlivých podjednotek pro jeho struktúrní integritu a správnou funkci není plně proskúmaný. Bylo zjistěné, že eIF3e podjednotka je součásti oktamerního jadra lidského eIF3 komplexu a navyše bylo proukázané, že je komponentem molekulárního přemostění mezi 40S ribosomální podjednotkou a čepička- vazebným komplexem, čím tak napomáha vazbě mRNA na 43S preiniciační komplex. V této práci byl analyzovaný dopad siRNA navozenej zníženej exprese eIF3e podjednotky na integritu a funkci eIF3 v in vivo podmínkach. Znížení tvorby eIF3e, tzv. eIF3e knock-down (eIF3eK.D. ), vedlo k výraznýmu úbytku dalších 3 podjednotek (d, k a l), které spolu s podjednotkami c a e tvoří modul ii lidského eIF3 komplexu. Zvyšné moduly i (obsahujíci a, b, g a i) a iii (pozostávajíci z f, h a m) ostali sčásti spolu asociované pravděpodobně za pomoci eIF3c a ich vazebná afinita voči 40S podjednotce klesla. Navyše buňky s nedostatkem...
|
|
|
The role of translation initiation factor 3 (eIF3) in translation termination.
Beznosková, Petra ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Staněk, David (oponent)
Syntéza proteinů v buňce je velmi regulovaný proces během genové exprese. Každý gen má svůj vlastní začátek a též jeden konec, který je určován přítomností jednoho ze tří stop kodónů. Mnoho součastných článků popisuje ribosomy, které záměrně přechází přes stop signál u některých vybraných mRNA, aby prodloužily vznikající polypeptid a změnily jeho vlastnosti. Tento regulační proces se nazývá programované pročítání stop kodónu. Výzkum této regulace má potenciál se uplatnit i v lékařství, neboť přibližně 15% všech dědičných chorob je způsobeno přítomností takzvaného předčasného terminačního kodónu (PTC), který zastaví translaci a vznikne tak zkrácený nefunkční protein. Mnohé laboratoře již hledají netoxické látky, které by zvyšovaly pročítání předčasného terminačního kodónu. Bohužel k úspěšnému naplnění jejich záměru je třeba identifikovat a porozumět všem faktorům, které tento process ovlivňují. V této disertační práci představujeme jeden takový faktor- eukaryotický iniciační faktor 3 (eIF3). Demonstrujeme jeho schopnost indukovat pročítání terminačních kodónů, které jsou v kontextu nukleotidů nevhodných pro efektivní terminaci. Taktéž jsme vytvořili analýzu "nearcognate" tRNA a ukázali, jak jsou inkorporovány na stop kodón, za kterým následují různé nukleotidy. Díky tomu jsme byli schopni rozšířit...
|
|
|
RNA polymerase: The "meeting point" of regulatory networks
Wiedermannová, Jana ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Pospíšek, Martin (oponent) ; Valášek, Leoš (oponent)
Bakteriální RNA polymeráza (RNAP) je proteinový komplex nepostradatelný pro přepis DNA do RNA. Jakožto klíčový enzym zodpovědný za regulaci genové exprese shromažďuje signály z buňky a reaguje na ně přesným nastavením úrovně transkripce jednotlivých genů. Tento proces ovlivňují jak vlastní podjednotky RNAP tak i další transkripční faktory (TF), které přímo nebo nepřímo interagují s RNAP. Cílem této disertace bylo prohloubit znalosti o komplexitě transkripční regulační sítě a o provázanosti jejích jednotlivých nitek, které jsou stále objevovány. Hlavním tématem této PhD práce je protein HelD, nově objevený vazebný partner RNAP z bakterie Bacillus subtilis. Ukázali jsme, že HelD se váže mezi sekundární kanál RNA polymerázy a alfa podjednotky tohoto enzymu. HelD se váže na RNAP ve formě jádra (bez přítomnosti sigma faktoru). Dokázali jsme, že HelD stimuluje transkripci v závislosti na ATP tím, že napomáhá jejímu cyklování a elongaci. Stimulační efekt proteinu HelD je násoben působením podjednotky delta, malé podjednotky RNA polymerázy specifické pro gram positivní (G+) bakterie. Tento fakt odhalil nové vztahy v provázanosti komplikované transkripční sítě. Další dvě publikace této práce pojednávají o vlastní delta podjednotce. Pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR) jsme vyřešili 3D strukturu a...
|
|
|
Characterization of the molecular mechanism of translation reinitiation in yeast.
Pondělíčková, Vanda ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Hašek, Jiří (oponent) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Iniciace translace je několika stupňový proces končící sestavením 80S ribozomu umožňujícího elongaci. Při tomto procesu se musí bezchybně složit velká a malá podjednotka ribozomu, mRNA, iniciační Met-tRNAi Met a nejméně 12 eukaryotických iniciačních faktorů (eIF). Tato fáze výroby proteinů je také klíčovým místem pro regulaci genové exprese. Naše laboratoř se zaměřuje zejména na iniciační faktor eIF3, který je tvořen více proteiny a uplatňuje se ve většině fází iniciace translace. Odhalili jsme a popsali roli eIF3 v reiniciaci, genově specifickém mechanismu kontroly translace, uplatňujícím se i v regulaci exprese důležitého kvasinkového transkripčního faktoru GCN4. V této práci přináším detailní studii N-terminální domény proteinu Tif32 (podjednotka eIF3a), která umožňuje několik funkcí. Předně ukazujeme, že Tif32-NTD funkčně interaguje s 5' sekvencí krátkého předcházejícího ORF (uORF1) v GCN4 mRNA a umožňuje tak následnou účinnou reiniciaci. V 5' sekvenci uORF1 byly identifikovány čtyři elementy podporující reiniciaci (REI-promoting elements, RPEs) a dva z nich působí v součinnosti s Tif32-NTD. Struktura 5' oblasti byla počítačově modelována a následně experimentálně potvrzena. Společný strukturní motiv byl nalezen i v 5' sekvenci dalšího kvasinkového genu YAP1, který rovněž obsahuje uORF...
|
|
|
Functional and biochemical characterization of elF3 and elF3j in Saccharomyces cerevisiae and human cell lines
Wagner, Susan ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Staněk, David (oponent)
3 Abstrakt 3.2 český Translace se dělí na iniciaci, elongaci, terminaci a recyklaci ribozómů. Eukaryotický iniciační faktor (eIF) 3 je jeden z největších iniciačních faktorů a hraje důležitou roli ve většině reakcí během iniciace translace. Byl taktéž spojován s fází recyklace ribozómů. Nyní jsme však objevili jeho další funkci, a to v terminaci translace v kvasinkách, kde komplex eIF3 a jeho nestechiometricky vázaná podjednotka eIF3j/HCR1 ovlivňují terminaci translace a působí na rozpoznání STOP kodónu antagonisticky. Taktéž jsme charakterizovali funkci eIF3j v iniciaci translace. Strukturní analýza ukázala vazbu mezi evolučně konzervovaným tryptofanem v N-koncovém kyselém motivu (NTA) lidského eIF3j a hydrofóbní kapsou v RNA rozpoznávajícím motivu (RRM) lidského eIF3b. Tato vazba je konzervovaná rovněž v kvasinkách, kde zajištuje dostatečnou vazbu eIF3 na 40S ribozomální podjednotku. Má vliv na přesnost rozpoznání počátečního kodónu AUG, přičemž se zdá, že j/HCR1 při tom spolupracuje s eIF1A. Zjistili jsme, že první polovina j/HCR1 je v kvasinkách dostačující pro zajištění všech funkcí celého proteinu, které jsou zapotřebí pro růst přirozeného kmenu. Druhá polovina pak obsahuje evolučně konzervovaný specifický motif KERR, který je taktéž obsažen v HCR1-like doméně podjednotky a/TIF32. Tato část j/HCR1...
|
|
|
Mapping the contact points between eukaryotic translation initiation factor eIF3 and the 40S ribosomal subunit.
Kouba, Tomáš ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Pospíšek, Martin (oponent) ; Staněk, David (oponent)
Iniciace translace je u eukaryot vícestupňový proces vyžadující řízenou interakci několika eukaryotických iniciačních faktorů (eIF) spolu s malou ribozomální podjednotku tak, aby se správně vyhledal začátek translace mRNA a aby se správně dekódovala genetická informace, jež nese. Největší z těchto faktorů, eIF3, podporuje jiné iniciační faktory, aby se prostorově a koordinovaně umístili na povrchu ribozomu. Naší dlouhodobou snahou je zmapovat vazebné místo kvasinkového mnohapodjednotkového eIF3 na 40S ribozomu a zde uvádíme tři nové vzájemné interakce mezi těmito dvěma makoromolekulami (i) C-terminální oblast eIF3c/NIP1 podjednotky se skládá z konzervované PCI domény a my zde ukazujeme, že krátké zkrácení na C-konci tohoto proteinu nebo jeho dvě mutace v PCI doméně způsobují fenotyp pomalého růstu nebo jsou letální a výrazně snižují množství 40S-vázaného eIF3 in vivo. Krajní C-koncová část eIF3c/NIP1 přímo interaguje s ribozomálním proteinem malé podjednotky RACK1/ASC1, který je součástí hlavy malé podjednotky, a konzistentně, delece ASC1 zhoršuje vazbu eIF3 na ribozom. Doména PCI jako taková interaguje nespecificky s RNA, zde poprvé ukázaná, jakožto schopna interakce protein-RNA. Došli jsme k závěru, že c/NIP1 C-terminální oblast tvoří důležitý mezimolekulární most mezi eIF3 a 40S hlavou ribozomu...
|
|
|
Charakterizace dvou nejmensich podjednotek eIF3 a jejich úloh v translaci.
Cuchalová, Lucie ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Pospíšek, Martin (oponent)
Syntéza bílkovin, neboli translace mRNA, je komplexní a velmi konzervovaný proces. Translace probíhá v několika na sebe navazujících fázích: iniciaci, elongaci, terminaci a recyklaci ribozomu. Vzhledem k tomu, že většina regulačních procesů probíhá v iniciační fázi, již po několik desetiletí je právě k ní upírán vědecký zrak se snahou objasnit molekulární mechanismus všech jejich kontrolních bodů. Iniciační faktor eIF3, který se v kvasinkách skládá z pěti esenciálních podjednotek tvořících jeho jádro (eIF3a/TIF32, b/PRT1, c/NIP1, g/TIF35, a i/TIF34) a jedné přidružené neesenciální podjednotky (j/HCR1), patří neoddiskutovatelně ke klíčovým hráčům iniciace. Kromě této úlohy hraje rovněž důležitou roli v recyklaci ribozomu, reiniciaci, signálních drahách buněčné signalizace, kontrolních a regulačních mechanismech, jakým je kupříkladu degradace mRNA s předčasným stop kodonem (nonsense-mediated mRNA decay - NMD) atp. Zaměřili jsme se na objasnění molekulárního mechanismu, kterým eIF3 spolu s ostatními iniciačními faktory vykonávající svou funkci nejen v iniciaci translace, ale i její terminaci a reiniciaci. To zahrnovalo mimo jiné i genetické mapování vazebných míst eIF3 na malou ribozomální podjednotku. Ukázali jsme, že vazba mezi 200-400-tým aminokyselinovým zbytkem N-konce a/eIF3 a flexibilním...
|
|
|
Complex structural and functional analysis of individual subunits of yeast translation initiation factor 3.
Herrmannová, Anna ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Pospíšek, Martin (oponent)
7 ABSTRAKT Eukaryotická iniciace translace je komplexní proces, který je ovlivněn mnoha proteiny a proteinovými komplexy, které nazýváme translační iniciační faktory. Eukaryotický translační iniciační faktor 3 (eIF3) je komplexem více podjednotek a hraje roli hned v několika fázích iniciace translace. Iniciační faktor eIF3 se v kvasince Saccharomyces cerevisiae skládá z pěti esenciálních podjednotek (a/TIF32, b/PRT1, c/NIP1, g/TIF35, i/TIF34) a jedné neesenciální podjednotky (j/HCR1). Naším dlouhodobým cílem je porozumět tomu, jak eIF3 působí v různých fázích iniciace translace, které podjednotky nebo jejich domény hrají při těchto proceses důležitou roli, a také zmapování jeho vazebných míst na malé ribosomální podjednotce a vytvoření strukturního modelu celého komplexu. V této práci prezentuji výsledky dvou strukturních studií. První popisuje interakci objevenou pomocí NMR spektroskopie mezi RNA-rozpoznávajícím motivem lidského faktoru eIF3b a podjednotkou eIF3j. Druhá studie představuje krystalickou strukturu interakce mezi C-koncovým fragmentem kvasinkové podjednotky b/PRT1 a podjednotkou i/TIF34 v rozlišení 2,2 A. V první práci jsme ukázali, že kritické determinanty této interakce jsou konzervovány také v kvasinkách, a že jejich mutace způsobuje zpomalení růstu, eliminuje asociaci j/HCR1 s b/PRT1 in...
|
host ::
RSS.