|
|
Vzájemné ovlivnění růstu dvou blízkých bakteriálních kolonií - vliv signálních molekul a živin
Dobřemyslová, Mária ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Mezi blízko sebe rostoucími bakteriálními koloniemi jednoho druhu dochází k vzájemným interakcím ovlivňujícím jejich růst (jak velikost, tak i tvar). Efekty těchto interakcí na růst mohou být jak záporné, tak i kladné, a během vývoje kolonií se mohou proměňovat. Prvotní příčinou vzájemného ovlivnění je často soupeření o dostupné zdroje živin, produkce odpadních látek, či produkce a využívání společných "veřejných statků". Síla ovlivnění závisí na vnějších faktorech, jako je vzdálenost kolonií, tuhost a složení média, či možnost vzájemné výměny signálních molekul. V této bakalářské práci jsou popsány známé mechanismy vnitrodruhových interakcí, které mohou hrát roli v komunikaci mezi dvěma koloniemi. Blíže popsány jsou pak tři konkrétní případy ovlivnění dvou blízkých kolonií, které byly do dnešního dne jako jedny z mála podrobněji zkoumány. Dále jsou zde shrnuty metody měření velikosti kolonií a algoritmy použitelné k vyhodnocování vzájemného vlivu blízkých kolonií.
|
|
|
Umělé fosfolipidové membrány - metody přípravy, vlastnosti a využití
Hryzáková, Klára ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Sýkora, Michal (oponent)
Heterogenita biologických membrán vedla ke vzniku širokého spektra zjednodušených modelových systémů, jejichž uspořádání, velikost a tvar se dají přizpůsobovat různým požadavkům. Existují dva rozdílné přístupy k vytváření umělých fosfolipidových membrán. První z nich je založen na vzniku membrán ve vodném prostředí. Do této skupiny patří černé lipidové membrány, dvojvrstvy na pevném podkladu, dvojvrstvy vzniklé z monovrstev na rozhraní vody a vzduchu a dále liposomy. Ve druhém případě vznikají dvojvrstevné membrány v množství organické fáze tvorbou dvojvrstev na rozhraní kapiček. Každý typ umělých membrán má své experimentální výhody, což se používá ke studiu různých problémů sahajících od chování jednotlivých fosfolipidů a proteinů až po fúze membrán. Umělé fosfolipidové membrány jsou vhodným nástrojem pro elektrickou charakterizaci dvojvrstev nebo membránových proteinů. Tato práce je ucelený přehled nejpoužívanějších metod vhodných pro vznik umělých fosfolipidových membrán. Klíčová slova: membrána, lipid, fosfolipidová dvojvrstva, liposom, černá lipidová membrána, dvojvrstvy na pevném podkladu, dvojvrstva na rozhraní kapiček
|
|
|
Preparation and characterization of diamond-based nanocarriers for transfection of siRNA
Majer, Jan ; Cígler, Petr (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Ačkoliv nanodiamanty byly objeveny a připraveny před desítkami let, až nedávno se začaly využívat v medicínských a biologických oborech, zejména pro doručení léčiv a genetického materiálu do buňky a v biozobrazovacích metodách. Nanodiamanty mohou být modifikovány specifickými, pozitivně nabitými skupinami pro komplexaci s negativně nabitými nukleovými kyselinami. Tyto komplexy následně překonávají extracelulární a intracelulární bariéry a transportují nukleové kyseliny buďto do cytosolu nebo do jádra. Díky fluorescenčním centrům dusík-vakance, které mohou být v nanodiamantech vytvořeny, vykazují nanodiamanty vynikající optické vlastnosti pro sledování transfekce, protože emitují stabilní fluorescenci bez "photoblinkingu" a "photobleachingu". Tato práce shrnuje vlastnosti, syntézu, modifikace nanodiamantů a dalších vybraných nanočástic a jejich in vitro aplikace. Porovnává také jejich cytotoxicitu a efektivitu genového "knockdownu".
|
|
|
Mechanismy a aplikace translokace makromolekul přes membrány eukaryotických buněk účinkem bakteriálních toxinů
Poledňák, Jan ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Žáčková Suchanová, Jiřina (oponent)
Mechanismy translokace přes plazmatickou membránu eukaryotických buněk jsou důležitým faktorem virulence patogenních bakterií způsobujících onemocnění eukaryotickým organismům. Toxiny translokují své vlastní domény s toxickou aktivitou dovnitř buňky nebo vytvoří v její membráně pór, kterým mohou procházet další molekuly od iontů až po DNA, RNA nebo proteiny. Výzkum translokace těchto látek umožňuje charakterizovat mechanismus translokace a také i vlastnosti pórotvorných toxinů. Několik těchto toxinů je natolik podrobně popsáno, že po cílené mutagenezi se dají využívat pro určování vlastností molekul, které jejich póry prochází. Jednou z takových aplikací je cílená doprava léčiv do rakovinných buněk pomocí Shiga toxinu nebo měření průchodu nukleotidů i celých vláken nukleových kyselin přes membránový kanál vytvářený α-hemolysinem S. aureus. Tato metoda si v současné době našla uplatnění při sekvenaci DNA. Klíčová slova: translokace, bakteriální toxiny, plasmatická membrána, nanopórové sekvenování
|
|
|
Ab initio predikce struktury membránových proteinů
Sokol, Albert ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Plocek, Vítězslav (oponent)
Znalost trojrozměrné struktury proteinu je extrémně důležitá pro plné pochopení jeho funkce a molekulárních interakcí. Struktura je typicky určována experimentálně pomocí X-ray krystalografie a NMR spektroskopie, bohužel membránové proteiny často znamenají pro tyto metody vážný problém. Východiskem je výpočetní predikce na základě již zjištěných dat. Ab initio predikce trojrozměrných modelů membránových proteinů je komplexní proces, který nevyužívá žádnou dostupnou strukturu proteinu jako celkovou šablonu. Existuje pár softwarů, které se tímto procesem zabývají a vybrané čtyři jsou detailně popsány v této práci. Jedná se o dva programy pro predikci transmembránových helikálních proteinů (Rosetta, EVfold_membrane) a dva pro predikci transmembránových beta barelů (EVfold_bb, 3D-SPOT). Hlavní přístupy, které jsou využívány v predikci trojrozměrné struktury proteinu, jsou vkládání krátkých úseků sekvence aminokyselin, které jsou odvozené ze zjištěných proteinových struktur (Rosetta), využívání evoluční informace z mnoha jiných sekvencí proteinů (EVfold) a tvorba beta barelové domény na základě kombinování sousedních antiparalelních beta řetězců (3D-SPOT). Každý software používá různé externí programy na řešení specifických problémů, jako například predikce transmembránových úseků z pouhé sekvence nebo...
|
|
|
Molecular physiology of low-voltage-activated T-type channels in neuropathic pain
Pelant, Tomáš ; Weiss, Norbert (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Nízkonapěťově aktivované iontové kanály se významně podílí na přenosu signálu ve vzestupné dráze bolesti. Jejich elektrofyziologické a biochemické vlastnosti jim umožňují regulovat neuronální excitabilitu a uvolňování neurotransmiterů. Změny v elektrických proudech spojovaných s nervovými poruchami včetně neuropatické bolesti a epilepsie, jsou spojovány s tímto subtypem vápenných kanálů, naznačujíc tak jejich zásadní roli v modulaci neuronální odpovědi na různé obtěžující stimuly. Povícero nemocí, jako třeba cukrovka, rakovina nebo chronický úraz nervu, jsou doprovázeny bolestivými neuropatickými stavy. Specifické inhibitory T-typu kanálů vykazují zlehčující účinky na neuropatickou bolest na zvířecích modelech, ukazujíce tak jejich potenciál k vývoji nových typů léků možná učinnějších než tradiční analgetika, která vykazují malý efekt při léčbě neuropatické bolesti.
|
|
|
Bakteriální toxiny translokující přes plazmatickou membránu eukaryotických buněk
Poledňák, Jan ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Žáčková Suchanová, Jiřina (oponent)
Bakteriální proteinové toxiny schopné translokace přes plazmatickou membránu jsou důležitými prvky virulence bakterií způsobujících onemocnění eukaryotickým organismům. Toxiny translokují své vlastní domény s toxickou aktivitou nebo vytvoří pór, kterým mohou procházet další molekuly od iontů až po DNA, RNA nebo proteiny. Pozorováním přenosu těchto a dalších uměle připravených látek na molekulární úrovni je možné zkoumat vlastnosti pórotvorných toxinů. Některé z těchto toxinů byly natolik podrobně charakterizovány, že mohou být po cílené mutagenezi naopak využity pro výzkum přenášených molekul. Jednou z takových aplikací je měření průchodu nukleotidů i celých vláken nukleových kyselin přes membránový kanál vytvářený α-hemolysinem S. aureus. Tato metoda si v současné době našla uplatnění při sekvenaci DNA.
|
|
|
Umělé fosfolipidové membrány - metody přípravy, vlastnosti a využití
Hryzáková, Klára ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Sýkora, Michal (oponent)
Heterogenita biologických membrán vedla ke vzniku širokého spektra zjednodušených modelových systémů, jejichž uspořádání, velikost a tvar se dají přizpůsobovat různým aktuálním požadavkům. Existují dva rozdílné přístupy k vytváření umělých fosfolipidových membrán. První z nich je založen na vzniku membrán ve vodném prostředí. Do této skupiny patří černé lipidické membrány, dvojvrstvy na pevném podkladu, dvojvrstvy vzniklé z monovrstev na rozhraní vody a vzduchu a liposomy. Ve druhém případě vznikají dvojvrstevné membrány v množství organické fáze metodou dvojvrstev na kapičkovém rozhraní. Každý typ umělých membrán má své experimentální výhody a nevýhody, což se používá ke studiu různých problémů sahajících od chování jednotlivých fosfolipidů a proteinů až po fúze membrán. Umělé fosfolipidové membrány jsou vhodným nástrojem pro elektrickou charakterizaci dvojvrstev a nebo membránových proteinů. Tato práce je ucelený přehled nejpoužívanějších metod vhodných pro vznik umělých fosfolipidových membrán. Klíčová slova: membrána, lipid, fosfolipidová dvojvrstva, liposom, černá lipidová membrána, dvojvrstvy na pevném podkladu, dvojvrstva na kapičkovém rozhraní Abstract The heterogeneity of biological membranes has led to development of a wide spectrum of simplified model systems whose composition, size and...
|
|
|
Studium funkce proteinu Spr1057 Streptococcus pneumoniae
Stehlíková, Zuzana ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Studium funkce proteinu Spr1057 Streptococcus pneumoniae V genomu významného lidského patogena Streptococcus pneumoniae je kódován pouze jediný gen pro serin/threoninovou proteinkinázu eukaryotního typu, označovanou StkP. Analýzou globálního transkriptomu mutantního kmene s delecí genu pro StkP byl identifikován gen spr1057, jehož exprese byla v kmeni ∆stkP významně reprimována. Produktem tohoto genu je protein Spr1057, člen enzymatické skupiny haloacid dehalogenáz. Z výsledků biochemické charakterizace a testování substrátové specifity proteinu Spr1057 byla potvrzena jeho nukleotidázová aktivita v podmínkách in vitro. Za účelem studia funkce tohoto proteinu in vivo byly připraveny mutantní kmeny S. pneumoniae. Růstové vlastnosti vytvořených kmenů byly sledovány v přítomnosti modifikovaných nukleotidů 5-fluoro-2'-deoxyuridinu (5-FdU) a 5-bromo-2'-deoxyuridinu (5-BrdU) a byla porovnávána míra inkorporace 5-BrdU do chromozomální DNA mutantních kmenů oproti divokému kmeni S. pneumoniae. Růst kmene Δspr1057 byl v přítomnosti modifikovaných nukleotidů výrazně inhibován a zaznamenána byla rovněž okamžitá inkorporace 5-BrdU do DNA, zatímco u divokého kmene k inhibici růstu ani inkorporaci 5-BrdU do DNA nedošlo. Exprese ektopické kopie genu spr1057 z inducibilního promotoru vedla ke komplementaci deficience...
|
|
|
Substrátová specifita adenylačních domén synthetas v sekundárním metabolismu.
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Klíčovým krokem biosyntézy linkosamidových antibiotik je kondenzace řízená oligomerním enzymem linkosamidsyntetázou (LS). Tento unikátní enzym katalyzuje spojení aminokyselinové a aminocukerné složky obou linkosamidů - linkomycinu a celesticetinu. Jednou z nejdůležitějších komponent LS je adenylační doména rozpoznávající a aktivující aminokyselinové prekurzory. Substrátová specifita adenylační domény je určena souborem 10 aminokyselinových zbytků, nazývaných neribozomální kód, jejichž postranní řetězce jsou v kontaktu se substrátem. Homologní adenylační domény LmbC z biosyntézy linkomycinu a CcbC z biosyntézy celesticetinu aktivují odlišné aminokyselinové prekurzory (2S,4R)-4-propyl-L-prolin (PPL) resp. L-prolin. V první části práce byl experimentálně otestován vliv vybraných aminokyselinových zbytků neribozomálního kódu LmbC na substrátovou specifitu celé domény. Byly určeny aminokyselinové zbytky, jejichž postranní řetězce mají největší význam pro preferenci PPL substrátu oproti L-prolinu: G308, A207 a L246. V druhé části práce byl posuzován vliv dvojitých mutací v neribozomálním kódu LmbC a CcbC na substrátovou specifitu obou domén. Byly připraveny a biochemicky charakterizovány domény LmbC G308V + A207F a CcbC V306G + F205A. Výsledky obou bloků experimentů přinesly nové důkazy pro platnost homologních...
|
host ::
RSS.