|
|
Studium struktury a interakcí proteinů pomocí strukturní hmotnostní spektrometrie
Portašiková, Jasmína Mária ; Man, Petr (vedoucí práce) ; Vrbacký, Marek (oponent)
Transmembránové kanály a přenášeče z ClC proteinové rodiny se vyskytují napříč všemi živými organismy. Nacházejí se na cytoplasmatických a lysosomálních membránách buněk, kde se podílí na udržování homeostázy iontů. Narušení jejich funkce vede k vážným zdravotním komplikacím. Pro vývoj efektivní léčby těchto onemocnění je potřeba objasnit transportní mechanismus ClC proteinů. Antiporter ClC-ec1 z E.coli je modelovým proteinem celé ClC proteinové rodiny. Tento homodimerní protein, který transportuje proton proti dvěma chloridovým iontům, má transportní dráhu v každé z podjednotek. Na základě krystalové struktury se přepokládá, že během transportu se protein střídavě otevírá na obě strany membrány. Otevření proteinu směrem ven je umožněno protonací tří glutamátů, které se nacházejí v transportní dráze a jsou pro transport iontů klíčové. Pro studium tohoto stavu byl navržen QQQ mutant, který má tyto glutamáty nahrazeny za glutaminy. Dosud se studium transportního mechanismu ClC-ec1 opíralo převážně o studie založené na rentgenové krystalografii. Krystalografie poskytla statické obrázky, které neobsahovaly dostatečné informace o dynamice proteinu. Proto jsme pro studium transportního mechanismu ClC-ec1 zvolili dynamickou metodu - vodík-deuteriovou výměnu spojenou s hmotnostní spektrometrií. Součástí...
|
|
|
Molekulárně-dynamické simulace membránových proteinů
Španěl, David ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Bok, Jiří (oponent)
V teoretické části předkládané práce byly zrekapitulovány základní poznatky o struktuře biomolekul a algoritmech uplatňovaných v tzv. molekulárnědynamických (MD) simulacích. Pro aktivní osvojení si základních algoritmů MD simulací byl vytvořen vlastní program pro simulace periodického boxu s molekulami vody reprezentovanými prostřednictvím různých modelů (SPC, TIPS, TIP3P). Metoda MD simulací byla následně aplikována na strukturu membránového proteinu A2AGPCR ukotveného ve fosfolipidické dvojvrstvě a obklopeného vodní obálkou (dohromady cca. 120.000 atomů). Smyslem těchto MD simulací bylo porovnat vazbu přirozeného agonisty adenosinu a jeho syntetického analogu NECA do vazebného místa na extracelulární straně A2AGPCR. Pro tyto MD simulace byl použit softwarový balík NAMD a výpočetní klastr Gram (jehož každý uzel je osazen 16 CPU jádry a 4 GPU) v superpočítačovém MetaCentru. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Výzkum vzájemné interakce membránových receptorů NKR-P1D a Clrb
Hanč, Pavel ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Brdička, Tomáš (oponent)
Výzkum vzájemné interakce membránových receptorů NKR-P1D a Clrb Interakce myších receptorů NKR-P1D a Clrb byla poprvé popsána jako nový typ "MHC class-I independent missing-self recognition" poskytující ochranu před NK buněčným zabíjením.[1] Pozdější studie ale přinesla výsledky zpochybňující tato data a naznačující, že NKR-P1D váže Clrb pouze velmi slabě, jestli vůbec.[2] Abychom vnesli světlo na tyto diskrepantní výsledky, rekombinantě jsme připravili extracelulární domény obou receptorů v bakteriích E. coli a proteiny renaturovali in vitro. Kvalita renaturace byla ověřena určením zapojení disulfidických můstků a změřením 1 H/15 N-HSQC spekter. Pomocí gelové filtrace a analytické ultracentrifugy nebylo možno poskytnout přesvědčivé důkazy pro existenci interakce. Slabá, ale specifická interakce byla pozorována za použití SPR techniky. Tato interakce překvapivě vykazovala pH závislost. Interakce mezi proteiny v roztoku byla následně imobilizována pomocí techniky chemického zesítění proteinů. Byla použita činidla EDC, DSG a DSS. Reakční směsi byly rozděleny pomocí SDS-PAGE a dimery byly štěpeny proteasami v gelu. Pomocí FTMS bylo možné identifikovat peptidy z obou proteinů, které byly spojeny některým ze síťovacích činidel. Díky nedávno vyřešeným strukturám proteinů NKR-P1A a Clrg, které sdílí s NKR-P1D a...
|
|
|
Modelování vlivu složení fosfolipidové membrány na strukturu a dynamiku cytochromů P450.
Gücklhorn, David ; Jeřábek, Petr (vedoucí práce) ; Kulhánek, Petr (oponent)
Cytochrom P450 1A2 je jedním z nejdůležitějších enzymů podílejících se na biotransformaci xenobiotik v lidském těle. Jedná se o enzym ukotvený v membráně pomocí transmembránového α-helixu. Složení fosfolipidové membrány může mít vliv na strukturu a dynamiku tohoto enzymu. V této práci byl vytvořen optimalizovaný atomární model plnodélkového lidského cytochromu P450 1A2 v POPC (1,2-palmitoyl-oleoyl-sn-glycero-3- fosfocholin) membráně z krystalové struktury jeho katalytické domény. Pro sestavení a optimalizaci modelu, který obsahoval části, o nichž nejsou k dispozici žádné strukturní informace, bylo využito metod molekulové dynamiky. Výsledný model byl podroben detailní analýze své struktury a dynamiky a byl porovnán s analogickým modelem v DLPC (1,2- dilauroyl-sn-glycero-3-fosfocholin) membráně. Ukázalo se, že složení membrány zásadním způsobem ovlivňuje dynamiku transmembránové domény a její kontakt s katalytickou doménou. Tlustší POPC membrána měla za následek menší kontakt obou domén, což vedlo k částečnému vynoření katalytické domény z membrány. Zároveň bylo pozorováno pronikání zbytku kyseliny palmitové molekuly POPC do tunelu 2f v jedné z trajektorií. Součástí práce byla analýza přístupových tunelů do aktivního centra cytochromu P450 1A2 a vliv složení membrány na jejich dynamiku. V enzymu se...
|
|
| |
|
|
Molekulárně-dynamické simulace muskarinového receptoru
Cajzl, Radim ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Pospíšil, Miroslav (oponent)
Název práce: Molekulárně-dynamické simulace muskarinového receptoru Autor: Radim Cajzl Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D., Oddělení fyziky biomolekul Abstrakt: Tato práce je věnována molekulárně-dynamickým simulacím muskari- nového M2 receptoru umístěného ve fosfolipidové membráně. Nejprve jsou po- psány základní algoritmy molekulární dynamiky, které jsou aplikovány na model vzácných plynů. Následně jsou odvozeny vztahy pro výpočet volných vazebných energií prostřednictvím tzv. alchymistických transformací. Dále jsou uvedeny tri- ky pro ušetření výpočetního času v molekulárně-dynamických simulacích. Dal- ší část práce obsahuje stručný popis struktury proteinů a buněčných membrán, struktury a významu muskarinových receptorů spolu s popisem známých krysta- lových struktur muskarinového receptoru M2. Ve výsledkové části práce je popsán výpočet rozdílů vazebných volných energií několika ligandů k muskarinovému M2 receptoru. Výsledné hodnoty jsou ve shodě s experimentem. Studována byla i dynamika muskarinového M2 receptoru, zde se podařilo určit směr, který by v budoucnu mohl umožnit efektivní studium aktivačního mechanismu. V závěru je uvedena krátká diskuse využití získaných výsledků při cíleném návrhu léčiv.
|
|
|
Molekulárně-dynamické simulace membránových proteinů
Španěl, David ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Bok, Jiří (oponent)
V teoretické části předkládané práce byly zrekapitulovány základní poznatky o struktuře biomolekul a algoritmech uplatňovaných v tzv. molekulárnědynamických (MD) simulacích. Pro aktivní osvojení si základních algoritmů MD simulací byl vytvořen vlastní program pro simulace periodického boxu s molekulami vody reprezentovanými prostřednictvím různých modelů (SPC, TIPS, TIP3P). Metoda MD simulací byla následně aplikována na strukturu membránového proteinu A2AGPCR ukotveného ve fosfolipidické dvojvrstvě a obklopeného vodní obálkou (dohromady cca. 120.000 atomů). Smyslem těchto MD simulací bylo porovnat vazbu přirozeného agonisty adenosinu a jeho syntetického analogu NECA do vazebného místa na extracelulární straně A2AGPCR. Pro tyto MD simulace byl použit softwarový balík NAMD a výpočetní klastr Gram (jehož každý uzel je osazen 16 CPU jádry a 4 GPU) v superpočítačovém MetaCentru. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Umělé lipidické membrány a vlastnosti membránových proteinů
Valášek, Ján ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Buněčná membrána a membránové proteiny hrají v životě buňky fundamentální úlohu. Pomocí transportérů a iontových kanálů komunikují s okolím a udržují buněčnou homeostázu. Proto je jejich poznání a charakterizace významnou oblastí základního i aplikovaného výzkumu. Velké rozměry buňky a nerozpustnost membránových proteinů ztěžují jejich studium a vyžaduje sofistikovanější přístupy, např. pro výzkum jednotlivých kanálů a transportérů. Tato práce se snaží vytvořit jednoduchý přehled nejvíce využívaných metod pro tvorbu umělých lipidických membrán. Jsou jimi LB film, DIB, BLM a SLB. Jejich aplikováním je možné zkoumat lipidové dvouvrstvy a jednotlivé proteiny. Práce dále nastiňuje postup příprav, výhody a využití jednotlivých přístupů a stručně popisuje membránové proteiny, biologické membrány a konvenční metody pro jejich studium.
|
|
|
Výzkum vzájemné interakce membránových receptorů NKR-P1D a Clrb
Hanč, Pavel ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Brdička, Tomáš (oponent)
Výzkum vzájemné interakce membránových receptorů NKR-P1D a Clrb Interakce myších receptorů NKR-P1D a Clrb byla poprvé popsána jako nový typ "MHC class-I independent missing-self recognition" poskytující ochranu před NK buněčným zabíjením.[1] Pozdější studie ale přinesla výsledky zpochybňující tato data a naznačující, že NKR-P1D váže Clrb pouze velmi slabě, jestli vůbec.[2] Abychom vnesli světlo na tyto diskrepantní výsledky, rekombinantě jsme připravili extracelulární domény obou receptorů v bakteriích E. coli a proteiny renaturovali in vitro. Kvalita renaturace byla ověřena určením zapojení disulfidických můstků a změřením 1 H/15 N-HSQC spekter. Pomocí gelové filtrace a analytické ultracentrifugy nebylo možno poskytnout přesvědčivé důkazy pro existenci interakce. Slabá, ale specifická interakce byla pozorována za použití SPR techniky. Tato interakce překvapivě vykazovala pH závislost. Interakce mezi proteiny v roztoku byla následně imobilizována pomocí techniky chemického zesítění proteinů. Byla použita činidla EDC, DSG a DSS. Reakční směsi byly rozděleny pomocí SDS-PAGE a dimery byly štěpeny proteasami v gelu. Pomocí FTMS bylo možné identifikovat peptidy z obou proteinů, které byly spojeny některým ze síťovacích činidel. Díky nedávno vyřešeným strukturám proteinů NKR-P1A a Clrg, které sdílí s NKR-P1D a...
|
|
| |
host ::
RSS.