|
|
MAP code and regulation of microtubule-based processes
Karhanová, Adéla ; Lánský, Zdeněk (vedoucí práce) ; Tomášová, Štěpánka (oponent)
Proteiny asociované s mikrotubuly (MAPs) jsou považovány za klíčové regulátory molekulárního transportu v buňkách. Ačkoli jejich nesprávné fungování vede k závažným patologiím, jako jsou neurodegenerativní poruchy, regulační role těchto proteinů zůstávají nejasné. Jelikož se MAPs váží na cytoskelet, musí být tato struktura pro funkci MAPs zásadní. Mikrotubulům, vysoce dynamickému typu cytoskeletální struktury, byla věnována zvláštní pozornost kvůli jeho asociaci s buněčným dělením a vitálními funkcemi v neuronech. Mikrotubuly mohou projít post-translačními úpravami, které ovlivňují molekulární motory a také vazbu dalších proteinů, jako jsou MAPs. Doposud není dostatečně zdokumentováno, jestli post-translační úpravy mikrotubulů regulují distribuci MAPs. Ukázalo se však, že MAPs spolupracují na vytváření soudržných obalů na mikrotubulech a regulují přístup molekulárních motorů a enzymů rozdělujících mikrotubuly. Jelikož existuje mnoho typů MAPs a ty se vzájemně vylučují, objevila se nedávno v literatuře hypotéza regulačního ‚MAP kódu '. Pomocí dostupné literatury se tato práce pokusí představit nový model MAP kódu a poskytnout některé základní informace o předchozím výzkumu v tomto tématu.
|
|
|
Zinc-Dependent Hydrolases: Structure-Function Study of Glutamate Carboxypeptidase II and Histone Deacetylase 6
Škultétyová, Ľubica
Proteiny vázající zinek představují přibližně desetinu proteomu a významnou část z nich tvoří hydrolasy závislé na zinku. Tato disertační práce se zaměřuje na biochemickou a strukturní charakterizaci glutamátkarboxypeptidasy II (GCPII) a histondeacetylasy 6 (HDAC6), které jsou členy rodiny metalohydrolas závislých na zinku, a popisuje interakce s jejich přirozenými substráty a inhibitory. GCPII je homodimerní membránová proteasa, která v centrální a periferní nervové soustavě katalyzuje odštěpení glutamátu z neuropřenašeče N-acetyl-aspartyl glutamátu (NAAG) a v tenkém střevě z folátů přijatých v potravě. Tento enzym je spojován s několika neurologickými poruchami a představuje také ideální cíl pro diagnostiku a léčbu rakoviny prostaty. Inhibitory GCPII obvykle nesou skupinu vázající zinek a dále obsahují funkční skupinu specificky rozpoznávanou v S1' místě enzymu (tvořenou glutamátovým zbytkem nebo jeho isosterem). Tyto sloučeniny jsou přirozeně hydrofilní molekuly, což brání jejich průniku přes hematoencefalickou bariéru a znemožňuje inhibici GCPII v centrální nervové soustavě. V této disertační práci představujeme různé strategie zaměřené na záměnu tradičního P1' glutamátového zbytku nevětvenými neproteinogenními aminokyselinami a bioisostery glutamátu. Dále pak sledujeme vliv zavedení...
|
|
|
The role of anillin in the growth cone of neurons
Tomášová, Štěpánka ; Libusová, Lenka (vedoucí práce) ; Vinopal, Stanislav (oponent)
Axony nově vznikajících neuronů se musí během embryonálního vývoje správně propojit, aby vytvořily fungující neurální síť. Pro tento účel slouží růstový kónus, vysoce dynamická struktura na konci rostoucích axonů, která zajišťuje navigaci i samotný pohyb. Pro správné hledání cesty je nutná komunikace mezi aktinem a mikrotubuly. Přesný mechanismus takové kooperace však dosud není objasněn. Tato diplomová práce studuje možnou roli proteinu anillinu v tomto procesu. Anillin byl studován ve dvou lidských buněčných liních. V SH-SY5Y neuroblastomové linii byla provedena transgenní overexprese a siRNA knock-down. Zvýšení exprese anillinu v SH-SY5Y buňkách vedlo k vzniku poškozených neuritů, zatímco buňky se sníženou expresí tvořily méně neuritů. Dále byly studovány neurony diferencované z lidských iPSC (indukované pluripotentní kmenové buňky), ve kterých se exprimuje endogenní fluorescenčně značený anillin. Zde byly pozorovány lokální dynamické shluky anillinu na bázi dynamických výběžků diferencujících se neuronů. Shluky se objevovaly zejména během migrace, iniciace nových neuritů, ale také v čerstvě vzniklých růstových kónech. Tyto výsledky nasvědčují tomu, že anillin hraje roli v zakládání neuritů lidských neuronů. Pro odhalení přesné funkce anillinu v těchto buňkách bude třeba další práce.
|
|
|
Membraneless organelles in eukaryotic cells
Beránková, Pavla ; Libusová, Lenka (vedoucí práce) ; Bařinka, Cyril (oponent)
Bezmembránové organely jsou nedávno popsaným typem buněčných kompartmentů. Jsou tvořeny molekulami proteinů a nukleových kyselin, které podstupují fázovou separaci kapalina-kapalina. Jsou schopné plnit jedinečné biologické úlohy, protože jsou vysoce dynamické a jejich složení může být efektivně regulováno. Poznatků o charakteru a funkci těchto útvarů v poslední době rychle přibývá. Práce shrnuje základní principy fázové separace kapalina-kapalina v živých organismech a dále se zaměřuje na několik typů bezmembránových organel funkčně spojených s mikrotubuly. Jejich opakující se vlastností je schopnost nukleace mikrotubulů. Tato role je zároveň ve shodě s jejich vysokou časovou a prostorovou dynamikou.
|
|
|
Rostlinný tubulinový kód
Ničová, Klára ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Cvrčková, Fatima (oponent)
Mikrotubuly, které jsou tvořeny polymery α- a β-tubulinu, jsou základní složkou cytoskeletu. Oba typy tubulinů vykazují napříč eukaryotickými organismy značnou sekvenční homologii. Tubuliny jsou kódovány poměrně rozsáhlými genovými rodinami, obzvláště u mnohobuněčných organismů. Expresí těchto genů vznikají tubulinové izotypy, které mohou vykazovat odlišné vlastnosti. Jednotlivé izotypy mohou být dále posttranslačně modifikovány. Mezi nejznámější posttranslační modifikace tubulinu patří acetylace, fosforylace, tyrozinace, polyglutamylace a polyglycylace. Díky kombinaci exprese různých tubulinových izotypů a jejich různých posttranslačních modifikací vzniká v buňkách "směs" heterogenních tubulinů, které mohou vykazovat odlišné vlastnosti a vykonávat různé funkce. Tento jev nazýváme tubulinový kód. Ačkoliv byla existence tubulinového kódu prokázána u většiny modelových organismů včetně rostlin, pochopení přesného významu zabudování různých tubulinu do mikrotubulů je stále předmětem výzkumu. Velká část výzkumu tubulinového kódu byla provedena na živočišných modelech. Oproti tomu v rostlinách se toho o významu tubulinového kódu ví relativně málo. Tato práce shrnuje současné poznatky o výskytu a regulaci tubulinových izotypů a jejich posttranslačních modifikací v rostlinách.
|
|
|
Protein composition of the cytoskeleton of protists
Švagr, Eva ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Pánek, Tomáš (oponent)
Zatímco máme jasnou představu o roli aktinu a tubulin v buňce, intermediární filamenta (IF) jsou často přehlížená. Tak je tomu především v buňkách protist, kde nejsou známé funkce ani u členů širších rodin aktinu a tubulinu. Intermediární filamenta stále nejsou u protist vnímána jako součást cytoskeletu, narozdíl od jejich lépe prostudovaných protějšků u metazoí. Proteiny intermediálních filament u protist a metazoí si nejsou sekvenčně podobné, nicméně sdílí podobnou strukturu a schopnost autonomně se uspořádávat do analogických filament. Význam intermediálních filament se stal zřejmým, když byly proteiny podobné složkám IF identifikovány v mnoha protistních buňkách. Přesto že o proteinovém složení žíhaných fibril nevíme mnoho, IF proteiny byly u několika organismů lokalizovány právě do žíhaných fibril nebo jiných unikátních cytoskeletálních útvarů. Toto naznačuje, že IF proteiny by mohly být více univerzálně přítomným komponentem filament, které jsou často pozorovány v buňkách protist. Klíčová slova: Protista, cytoskelet, mikrotubuly, mikrofilamenta, intermediární filamenta, fibrily, proteinové složení
|
|
|
Centrioly spermie a jejich úloha v reprodukci
Vlčková, Monika ; Frolíková, Michaela (vedoucí práce) ; Liška, František (oponent)
Centrioly jsou evolučně konzervované proteinové struktury složené z mikrotubulů. V somatických buňkách centrioly slouží jako bazální tělísko řasinek a bičíků a umožňují sestavení pericentriolárního materiálu, a tím vznik centrosomu. Centrosom je organela, bez jejíž přítomnosti nejsou živočišné buňky schopné jaderného dělení. Centrioly nevznikají de novo a k jejich formaci je vždy nutná přítomnost již existující centrioly. Vzhledem k tomu, že ve vajíčku, na rozdíl od spermie, nejsou v době oplození přítomné žádné centrioly, je nositelem centriol spermie, a tudíž jsou všechny centrioly nově vznikajícího organismu paternálního původu. Ve spermiích nalezneme centrioly dvě - proximální válcovitého tvaru a distální, která je k proximální umístěna kolmo. Centrioly spermie jsou základem pro vznik spermatického bičíku a po oplození tvoří mitotické vřeténko zygoty, nezbytné pro rovnoměrnou distribuci DNA a rozdělení buněk. Z výše uvedeného vyplývá, že přítomnost centriol ve spermii je u savců esenciální a jejich defekty mohou vést k samčí sterilitě nebo poruchám vývoje embrya. Centrioly spermie se ale od centriol somatických buněk svou strukturou a chováním poněkud liší a porozumění těmto odlišnostem je jedním z důležitých úkolů reprodukční biologie.
|
|
|
Microtubule inner proteins
Bočan, Václav ; Libusová, Lenka (vedoucí práce) ; Sulimenko, Vadym (oponent)
Mikrotubuly jsou jednou z hlavních složek cytoskeletu eukaryotických buněk. Podílí se na mnoha buněčných funkcích - řídí dopravu váčků, zapojují se do přenosu signálů, umožňují pohyb bičíků či spoluvytváří celkový tvar buňky. Při všech těchto dějích je nezbytná přesná regulace struktury a dynamiky mikrotubulární sítě. Za tu do značné míry zodpovídají proteiny asociované s mikrotubuly, které se váží na vnější stranu mikrotubulů. Jiné mohou ovšem vstupovat do mikrotubulů a vázat se k jejich vnitřnímu povrchu. Tyto vnitřní mikrotubulární proteiny posttranslačně modifikují tubulin, v jiných případech fungují jako vnitřní výztuha. Některé proteiny se již podařilo identifikovat, o jejich vlastnostech však mnoho nevíme. Tato práce shrnuje dosavadní poznatky o proteinech uvnitř mikrotubulů - jejich enzymatické aktivity a význam jakožto strukturní opory. Jedním z mála známých enzymů vstupujících do mikrotubulů je tubulin acetyltrasferáza; práce shrnuje dopady jejího působení na vlastnosti mikrotubulů a popisuje cesty, kterými do nich může vstupovat. Dále jsou přiblíženy strukturní role vnitřních proteinů v axonemě. V závěru je diskutován význam vnitřních mikrotubulárních proteinů pro buněčnou fyziologii a pohyb. Nastíněno je také možné budoucí směřování výzkumu tohoto fenoménu.
|
|
|
Zinc-Dependent Hydrolases: Structure-Function Study of Glutamate Carboxypeptidase II and Histone Deacetylase 6
Škultétyová, Ľubica
Proteiny vázající zinek představují přibližně desetinu proteomu a významnou část z nich tvoří hydrolasy závislé na zinku. Tato disertační práce se zaměřuje na biochemickou a strukturní charakterizaci glutamátkarboxypeptidasy II (GCPII) a histondeacetylasy 6 (HDAC6), které jsou členy rodiny metalohydrolas závislých na zinku, a popisuje interakce s jejich přirozenými substráty a inhibitory. GCPII je homodimerní membránová proteasa, která v centrální a periferní nervové soustavě katalyzuje odštěpení glutamátu z neuropřenašeče N-acetyl-aspartyl glutamátu (NAAG) a v tenkém střevě z folátů přijatých v potravě. Tento enzym je spojován s několika neurologickými poruchami a představuje také ideální cíl pro diagnostiku a léčbu rakoviny prostaty. Inhibitory GCPII obvykle nesou skupinu vázající zinek a dále obsahují funkční skupinu specificky rozpoznávanou v S1' místě enzymu (tvořenou glutamátovým zbytkem nebo jeho isosterem). Tyto sloučeniny jsou přirozeně hydrofilní molekuly, což brání jejich průniku přes hematoencefalickou bariéru a znemožňuje inhibici GCPII v centrální nervové soustavě. V této disertační práci představujeme různé strategie zaměřené na záměnu tradičního P1' glutamátového zbytku nevětvenými neproteinogenními aminokyselinami a bioisostery glutamátu. Dále pak sledujeme vliv zavedení...
|
|
|
Interakce viru klíšťové encefalitidy s cytoskeletem hostitelských buněk
PRANČLOVÁ, Veronika
Tato práce je zaměřena na roli cytoskeletu, primárně mikrotubul a mikrofilament, v průběhu infekce virem klíšťové encefalitidy (VKE) u lidské neuroblastové linie SK-N-SH a klíštěcí linie IRE/CTVM19. Studium integrity a dynamiky cytoskeletu pro replikační cyklus viru za použití specifických chemických inhibitorů poukázal na potenciál VKE využívat námi studovaných struktur v obou buněčných liniích. Imunofluorescenční mikroskopie odhalila strukturní změny v aktinové síti buněk SK-N-SH během pozdní fáze infekce. Navíc byly u obou buněčných linií porovnány změny v expresi genů asociovaných s cytoskeletem, přičemž bylo zaznamenáno několik genů se zvýšenou expresí u buněk SK-N-SH v pozdní fázi infekce.
|
host ::
RSS.