|
|
Protein profiling, metabolic enzymes and transmembrane signaling in the heart of spontaneously hypertensive SHR-Tg19 rat
Manakov, Dmitry ; Novotný, Jiří (vedoucí práce) ; Kuncová, Jitka (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Kardiovaskulární nemoci jsou nejčastější příčinou smrti jak na celém světě, tak v České republice. Hlavní faktory přispívající k rozvoji srdečních onemocnění, kromě věku a pohlaví, jsou obezita, vysoký krevní tlak a vysoká hladina cholesterolu a triglyceridů v krvi. Spontánně hypertenzní potkan (SHR) byl vyvinut a používán k vyhledávání genetických determinant těchto projevů. Tento běžně používaný potkaní model rozvíjí hypertenzi, dyslipidemii a inzulínovou rezistenci díky abnormálnímu genu translokázy mastných kyselin Cd36. Předchozí studie ukázaly, že transgenní oprava Cd36 u kmene SHR-Tg19 zlepšuje činnost beta-adrenergního systému v srdci, mírně zvyšuje srdeční hmotnost a vede ke zvýšení náchylnosti k arytmiím. Tato práce měla dva hlavní cíle: 1) Zjistit, zda a jak transgenní náhrada Cd36 v SHR ovlivňuje proteinové složení, mitochondriální funkci a aktivitu vybraných metabolických enzymů srdce. 2) Studovat expresi a distribuci vybraných složek beta-adrenergního signálního systému v lipidových raftech izolovaných pomocí solubilizace membrán detergentem TX-100. Rozhodli jsme se porovnat dva běžně používané proteomické přístupů, 2D elektroforézu spojenou s MALDI-TOF hmotnostní spektrometrií a tzv. label-free LC-MS. Výsledky neukázaly překryv mezi odlišně exprimovanými proteiny identifikovanými...
|
|
|
Structural composition and functional properties of mitochondrial FoF1 ATP synthase on models of specific subunits deficiencies
Efimova, Iuliia ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Mitochondriální ATP syntáza je posledním z komplexů oxidačně fosforylačního (OXPHOS) systému lokalizovaného na vnitřní mitochondriální membráně. Její hlavní funkcí je využití mitochondriálního membránového potenciálu (Δψm) vytvořeného komplexy elektron transportního řetězce (ETC) k produkci energie ve formě ATP. Savčí ATP syntáza je sestavená ze 17 různých podjednotek, které jsou organizovány do membránové Fo a do matrix směřující F1 domény. Defekty komplexu V a jejich projevy na úrovni mitochondrií, buněk, tkání i celého organizmu byly zkoumány na různých modelech, včetně lidských buněčných linií odvozených z tkání pacientů. V mnoha případech vykazují mitochondriální onemocnění tzv. prahový efekt (efekt thresholdu), při kterém se defekt na úrovni genu fenotypově projeví pouze v případě poklesu enzymové aktivity a/nebo obsahu konkrétního komplexu pod určitou prahovou hodnotu. Tato práce byla zaměřená na objasnění funkčních dopadů deficience ATP syntázy u HEK293 buněčných linií s potlačenou expresí γ, δ nebo ε podjednotek centrálního stonku ATP syntázy. Analyzovali jsme řadu klonů s utišenou expresí uvedených podjednotek a ukázali na proměnlivé snížení obsahu sestavené ATP syntázy, kterému odpovídalo i snížení obsahu jednotlivých podjednotek tohoto enzymu. Jedinou výjimkou byla podjednotka Fo-c,...
|
|
|
Funkce proteinu p53 v mitochondriích
Magdálková, Kateřina ; Kalous, Martin (vedoucí práce) ; Žurmanová, Jitka (oponent)
Protein p53 je známý především jako tumor supresorový faktor, který reguluje expresi množství genů účastnících se regulace buněčného cyklu, oprav DNA a buněčné smrti. Řadu procesů však reguluje i mimo jádro buňky svými na transkripci nezávislými aktivitami. Za fyziologických podmínek se určité množství proteinu p53 nachází v mitochondriích, kde přispívá k udržování integrity mitochondriálního genomu. Po stresovém stimulu pak dochází k rychlé translokaci velkého množství proteinu p53 na vnější mitochondriální membránu i do mitochondriální matrix, kde se účastní indukce programované buněčné smrti, apoptózy či nekrózy. Klíčová slova: p53, mitochondrie, mtDNA, apoptóza, nekróza
|
|
| |
|
|
Funkce p53 proteinu v mitochondriích
Magdálková, Kateřina ; Stibůrek, Lukáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
P53 je známý především jako tumor supresorový faktor, který reguluje expresi množství genů účastnících se regulace buněčného cyklu, oprav DNA a buněčné smrti. Řadu procesů však reguluje i mimo jádro buňky svými na transkripci nezávislými aktivitami. Určité množství proteinu p53 se nalézá i v mitochondriích, kde přispívá k udržování integrity mitochondriálního genomu. Za apoptotických podmínek pak dochází k rapidní translokaci velkého množství proteinu p53 na vnější mitochondriální membránu, kde se účastní pro-apoptotické signalizace. Klíčová slova: p53, mitochondrie, mtDNA, apoptóza
|
|
|
Mitochondriální pór přechodné propustnosti a jeho úloha v kardioprotekci
Ryba, Lukáš ; Kalous, Martin (vedoucí práce) ; Brabcová, Iveta (oponent)
Mitochondriální pór přechodné propustnosti (MPTP) je nespecifickým napěťově závislým kanálem, který se nachází ve vnitřní mitochondriální membráně. Otevření MPTP v důsledku zvýšení koncentrace Ca2+ a oxidativního stresu je považováno za hlavní událost vedoucí k buněčné smrti v tkáni postižené ischemií a následnou reperfusí. Rozsah ischemicko- reperfusního poškození (IRP) myokardu je důležitým faktorem ovlivňujícím mortalitu a morbiditu pacientů, jejichž myokard byl vystaven letálnímu obdobní ischemie v průběhu akutního infarktu myokardu nebo kardiochirurgického výkonu. Metody pro omezení závažnosti IRP jsou založeny na inhibici MPTP, a to prostřednictvím farmak nebo metod ischemické přípravy. Tato práce se zabývá shrnutím současných poznatků o struktuře, regulaci a roli MPTP v kardioprotekci. Klíčová slova: mitochondriální pór přechodné propustnosti, kardioprotekce, ischemická příprava, CsA, SAFE a RISK kaskáda
|
|
|
Reaktivní formy kyslíku a jejich úloha při poškození myokardu
Selingerová, Josefína ; Kalous, Martin (vedoucí práce) ; Rauchová, Hana (oponent)
Srdeční tkáň je velmi citlivá k nedostatku kyslíku. Ischemie a následující reperfuze jsou zdrojem metabolických a strukturních změn, vedoucích k nezvratnému poškození tkáně a buněčné smrti. Za těchto podmínek je klíčová zvýšená produkce reaktivních forem kyslíku (ROS). ROS jsou vysoce reaktivní molekuly, obsahující nejméně jeden nepárový elektron. V organismu vznikají jako přirozené meziprodukty aerobního metabolismu. Za fyziologických podmínek k ochraně proti ROS přispívají mitochondrie v díky svým antioxidačním systémům a inhibitoru ATP syntázy. Za patologických podmínek jsou oproti tomu jedním z největších zdrojů ROS a jsou zodpovědné za buněčnou smrt. Tato práce pojednává o změnách v buňkách při ischemii a následné reperfuzi. O tom jakým způsobem je ovlivněna iontová homeostaze a koncentrace ATP, ale především proč dochází ke snížení aktivity jednotlivých komplexů elektron-transportního řetězce.
|
|
|
Mitochondrie jako cíl protinádorových léčiv
Monschizadeh Tehrany, Shahin ; Truksa, Jaroslav (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Rakovina je komplexní onemocnění vyznačující se velkou heterogenitou ve svých formách a projevech. Tato rozmanitost je zapříčiněna především různými kombinacemi mutací v onkogenech a tumor supresorových genech, jež z nádorů dělají nejasný a nesourodý cíl. Nicméně řada nádorově změněných metabolických drah souvisí s funkcí mitochondrií, které se tak stávají středem zájmu nádorového výzkumu. Mezi tyto změny patří přechod do metabolismu aerobní glykolýzy, jenž se vyznačuje zvýšenou spotřebou glukózy, podpořením biosyntetických drah a sníženou oxidační schopností mitochondrií. Další změnou je zvýšená tvorba reaktivních forem kyslíku, jako zdroj nových mutací a faktor podporující buněčnou proliferaci. Vyšší transmembránový potenciál na vnitřní mitochondriální membráně je mimo jiné také velmi častým znakem, který rovněž podporuje buněčné dělení a přímo koreluje se zhoubností nádorů. V této souvislosti byla popsána skupina látek nazývaných mitokany, jež svůj protinádorový účinek směřují na nádorově změněné mitochondrie. Spektrum účinků mitokanů sahá od obnovení vlastnosti proapoptotických molekul po oxidační poškození nádorově změněných mitochondrií a vynucení apoptotické smrti. Tyto látky ukazují svoje protinádorové účinky nejen na buněčných kulturách, ale často i v živých modelech a nabízejí se tak jako...
|
|
|
Působení biguanidů na metabolizmus jater
Švecová, Eliška ; Kalous, Martin (vedoucí práce) ; Flachs, Pavel (oponent) ; Hansíková, Hana (oponent)
Již od středověku se k léčbě některých příznaků provázejících diabetes mellitus, používal extrakt z jestřabiny lékařské (Galega officinalis), která obsahuje derivát guanidinu galegin. Pozitivní účinky léčby však byly často převáženy množstvím negativních vedlejších efektů, které mohly vést až k úmrtí pacienta. Guanidin byl posléze nahrazen syntetickými deriváty biguanidy se sníženou toxicitou. Do klinických studií byly zařazeny pouze tři: metformin (N,N-dimetylbiguanid), fenformin (fenyletylbiguanid) a buformin (butylbiguanid), přičemž buformin a fenformin byly postupně z klinického použití staženy kvůli závažnému riziku laktátové acidózy. Méně toxický metformin je v léčbě diabetu 2. typu široce využíván do současnosti a je označován jako lék prvé volby. V současnosti se pozornost opět obrací i k fenforminu, zejména v souvislosti s potenciálním využitím biguanidů jako kancerostatik i jako k vhodnému modelu pro experimentální studium účinku biguanidů. Navzdory dlouhodobému klinickému využití není mechanizmus působení biguanidů dosud plně objasněn. V současné době je obecně přijímána teorie, že hlavní příčinnou hypoglykemického účinku metforminu je inhibice glukoneogeneze v játrech, známy jsou však také jeho účinky na hnědou a bílou tukovou tkáň, svaly nebo protektivní vliv na srdce. Ještě menší shoda panuje...
|
|
|
Regulation and Disorders of Mammalian Cytochrome c Oxidase
Kovářová, Nikola ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Stibůrek, Lukáš (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Cytochrom c oxidáza (COX) je koncovým enzymovým komplexem dýchacího řetězce a vyskytuje se ve vnitřní mitochondriální membráně jako monomer, dimer a ve formě respiračních superkomplexů. Asemblační proces COX je komplikovaný, vysoce regulovaný a závisí na mnoha pomocných proteinech. Mutace COX podjednotek, kódovaných mitochondriální nebo jadernou DNA, nebo mutace v genech pro COX asemblační proteiny jsou častopu příčinou závažných mitochondriálních onemocnění. SURF1 protein je zapojen do počátečních fází tvorby COX, ale jeho přesná funkce není objasněna. Mutace lidského SURF1 genu vedou k těžkému defektu COX a fatálnímu neurodegenerativnímu onemocnění, Leigh syndromu. Knockout SURF1 genu u myši způsobuje také izolovaný COX defekt, ale méně výrazný a bez postižení CNS. Cílem práce byla detailní analýza narušené COX biogeneze vyvolané mutací nebo knockoutem SURF1 genu, od tvorby COX monomeru a vestavění COX do superkomplexů až po ovlivnění ostatních OXPHOS komplexů izolovaným defektem COX. Mutace SURF1 genu ve fibroblastech pacientů vedly k výrazné akumulaci asemblačního intermediátu COX a defektu tvorby funkčního COX monomeru, který se preferenčně vázal do I-III2-IV1 superkomplexu. COX deficience následně vedla ke zvýšení obsahu OXPHOS komplexů I, III a V. U SURF1-/- myší byl COX defekt výrazně...
|
host ::
RSS.