|
|
Význam glykolýzy a oxidativní fosforylace v metabolismu mezenchymálních kmenových buněk
Fráňová, Markéta ; Krulová, Magdaléna (vedoucí práce) ; Rohlenová, Kateřina (oponent)
Mezenchymální kmenové buňky (MSC) se řadí mezi multipotentní kmenové buňky. Mají schopnost diferencovat do mnoha buněčných typů, podporovat angiogenezi, zvyšovat přežití buněk v poškozené tkáni a modulovat imunitní odpověď. Těchto funkcí MSC se využívá při léčbě různých poranění a některých onemocnění. Tato práce charakterizuje MSC, zaměřuje se především na jejich energetický metabolismus, konkrétně na změny mezi glykolýzou a oxidativní fosforylací při různých stavech MSC, během kultivace a po transplantaci. Na závěr jsou uvedeny dvě modulace metabolismu MSC, modulace hypoxickým prostředím a převedení do klidového stavu deprivací séra, které zvyšují přežití buněk v ischemických podmínkách, do nichž se MSC po transplantaci dostávají. Klíčová slova: mezenchymální kmenové buňky, metabolismus, glykolýza, oxidativní fosforylace
|
|
|
Mitochondrial ATP synthase deficiencies of a nuclear genetic origin
Karbanová, Vendula ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Rossmeisl, Martin (oponent)
ATP syntáza je klíčový enzym buněčného metabolismu a defekty ATP syntázy patří k nejzávažnějším mitochondriálním onemocněním postihujícím dětskou populaci. Cílem této práce bylo identifikovat genetické defekty a popsat patogenní mechanismy narušení biosyntézy ATP syntázy, které vedou k izolované deficienci tohoto enzymu a projevují se jako mitochondriální encefalomyopatie s nástupem v novorozeneckém věku. Studie skupiny 25 pacientů vedla k identifikaci dvou jaderných genů zodpovědných za deficienci ATP syntázy. První postižený gen byl TMEM70 kódující neznámý mitochondriální protein. Tento protein byl popsán jako nový asemblační faktor ATP syntázy, první specifický pro vyšší eukaryota. Jeho velikost je 21 kDa, nachází se ve vnitřní mitochondriální membráně a není přítomný v tkáních pacientů. Mutace v TMEM70 genu byla nalezena u 23 pacientů a ukázala se být nejčastější příčinou deficience ATP syntázy. Studie na buněčných kulturách ukázaly, že defekt enzymu vede ke kompenzačně-adaptačnímu zvýšení komplexů IV a III respiračního řetězce způsobenému posttranskripční regulací jejich biosyntézy. Druhým postiženým genem byl ATP5E, který kóduje malou strukturní epsilon podjednotku ATP syntázy. Záměna konzervovaného Tyr12 za Cys způsobuje významný pokles obsahu ATP syntázy, ale zároveň akumulaci hydrofobní...
|
|
|
Effects of antidepressants and depressive disorders on mitochondrial functions
Hroudová, Jana ; Fišar, Zdeněk (vedoucí práce)
Poruchy nálady jsou závažná onemocnění, přesto jejich patofyziologie nebyla dostatečně objasněna. Biologické markery, které by zlepšily diagnostiku onemocnění nebo predikci úspěšné farmakoterapie, jsou hledány. Cílem práce bylo zjistit, zda jsou vybrané mitochondriální funkce ovlivněny antidepresivy, stabilizátory nálady a depresivní poruchou. Výzkum vychází z hypotéz poruch nálady a mechanismů účinků antidepresiv, ze zdokonalené monoaminové hypotézy, neurotrofní hypotézy a hypotézy o mitochondriální dysfunkci. Narušená funkce mitochondrií vede k poškození neuronů, které může souviset se vznikem poruch nálady. Účinky antidepresiv a stabilizátorů nálady na mitochondriální funkce mohou být vztaženy k jejich terapeutickým či vedlejším účinkům. Byly měřeny účinky farmakologicky odlišných antidepresiv a stabilizátorů nálady na mitochondrie izolované ze zvířecích mozků (in vitro model). Aktivita izoforem monoaminooxidasy (MAO) byla stanovena radiochemicky, aktivity dalších mitochondriálních enzymů spektrofotometricky. Celková aktivita systému oxidační fosforylace byla určena respirometrií s vysokým rozlišením. Metody byly modifikovány pro měření stejných parametrů v krevních destičkách u pacientů s depresivní epizodou a u zdravých kontrol. Všechna testovaná antidepresiva inhibovala aktivitu MAO, lišila...
|
|
|
Effects of antidepressants and depressive disorders on mitochondrial functions
Hroudová, Jana ; Fišar, Zdeněk (vedoucí práce) ; Martásek, Pavel (oponent) ; Kuča, Kamil (oponent)
Poruchy nálady jsou závažná onemocnění, přesto jejich patofyziologie nebyla dostatečně objasněna. Biologické markery, které by zlepšily diagnostiku onemocnění nebo predikci úspěšné farmakoterapie, jsou hledány. Cílem práce bylo zjistit, zda jsou vybrané mitochondriální funkce ovlivněny antidepresivy, stabilizátory nálady a depresivní poruchou. Výzkum vychází z hypotéz poruch nálady a mechanismů účinků antidepresiv, ze zdokonalené monoaminové hypotézy, neurotrofní hypotézy a hypotézy o mitochondriální dysfunkci. Narušená funkce mitochondrií vede k poškození neuronů, které může souviset se vznikem poruch nálady. Účinky antidepresiv a stabilizátorů nálady na mitochondriální funkce mohou být vztaženy k jejich terapeutickým či vedlejším účinkům. Byly měřeny účinky farmakologicky odlišných antidepresiv a stabilizátorů nálady na mitochondrie izolované ze zvířecích mozků (in vitro model). Aktivita izoforem monoaminooxidasy (MAO) byla stanovena radiochemicky, aktivity dalších mitochondriálních enzymů spektrofotometricky. Celková aktivita systému oxidační fosforylace byla určena respirometrií s vysokým rozlišením. Metody byly modifikovány pro měření stejných parametrů v krevních destičkách u pacientů s depresivní epizodou a u zdravých kontrol. Všechna testovaná antidepresiva inhibovala aktivitu MAO, lišila...
|
|
|
Structural and Functional Interactions of Mitochondrial ADP-Phosphorylating Apparatus
Nůsková, Hana ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kolarov, Jordan (oponent) ; Kuda, Ondřej (oponent) ; Panicucci Zíková, Alena (oponent)
Komplexy oxidativní fosforylace (OXPHOS) se ve vnitřní mitochondriální membráně sdružují ve vyšší strukturní a funkční celky, tzv. superkomplexy. Jejich význam spočívá v cíleném směrování substrátu z jednoho komplexu na druhý. V případě ATP syntázy byly popsány její dimery i vyšší oligomery a také ATP syntazom, v rámci nějž dochází k seskupení ATP syntázy s přenašečem adeninových nukleotidů (ANT), zajišťujícím výměnu syntetizovaného ATP za cytosolické ADP, a fosfátovým přenašečem (PiC), umožňujícím import fosfátu do matrix mitochondrie. I když je existence tohoto superkomplexu obecně přijímána, experimentální důkazy nejsou dostatečné. V rámci této práce byly detailně zkoumány strukturní interakce ATP syntázy, ANT a PiC. Jejich vzájemné vztahy byly sledovány nejprve na úrovni exprese jednotlivých komponent ATP syntazomu, ať již za fyziologických podmínek v různých tkáních potkana, nebo na modelu deficiencí ATP syntázy v buňkách pacientů s různými genetickými defekty ATP syntázy. Konkrétně se jednalo o mutace v jaderných genech ATP5E a TMEM70, které kódují podjednotku ε, respektive pomocný faktor v biogenezi ATP syntázy TMEM70, a o mikrodeleci na rozhraní genů MT-ATP6 a MT-COX3, která negativně ovlivňuje mitochondriální translaci podjednotek a ATP syntázy a Cox3 cytochrom c oxidázy. Funkční a...
|
|
|
Studium systému oxidativní fosforylace u vzácných typů mitochondriálních onemocnění
Zdobinský, Tomáš ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Pecinová, Alena (oponent)
Buňky savců jsou ve svém bioenergetickém metabolismu závislé na produkci ATP především pomocí systému oxidační fosforylace (OXPHOS). Poruchy správné funkce OXPHOS mohou vést ke vzniku dědičných mitochondriálních onemocnění s různou závažností a rozmanitými projevy. Nejvážněji bývají zasaženy tkáně s vysokými energetickými nároky, které jsou však obtížně dostupné pro biochemická a jiná vyšetření. Cílem práce bylo především charakterizovat dopady mutací sedmi různých genů (OPA1, DARS2, NDUFS8, NR2F1, HTRA2, MGME1, POLG) na bioenergetický metabolismus a strukturu mitochondrií kožních kultivovaných fibroblastů osmi pacientů s mitochondriálním onemocněním. Hlavní použitou metodou bylo měření spotřeby kyslíku permeabilizovanými buňkami pomocí vysoce citlivé polarografie. Tímto způsobem byly zjištěny výrazné změny v respiraci fibroblastů čtyř pacientů. U dvou z nich a dvou dalších linií byly pomocí fluorescenční mikroskopie zjištěny změny morfologie mitochondriálního retikula oproti kontrolám při použití různých kultivačních podmínek. Kožní fibroblasty jsou relativně snadno dostupné a nabízí řadu výhod pro účely diagnostiky i studia. Výsledky této práce ilustrují možnosti jejich využití mj. pro validaci potenciálních kauzálních mutací mitochondriálních onemocnění, především však v kombinaci s dalšími...
|
|
|
Functional characterization of LACE1 APTase and mitochondrial AAA proteases YME1L and AFG3L2 in mitochondrial protein homeostasis.
Tesařová, Jana ; Stibůrek, Lukáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Pecina, Petr (oponent)
Udržení mitochondriální proteinové homeostázy je nezbytnou podmínkou pro průběh klíčových buněčných procesů a udržení buněčné integrity. Je zajištěna mnoha specifickými mitochondriálními proteázami s možnými chaperonovými funkcemi aktivních v různých mitochondriálních subkompartmentech. V první části této disertační práce jsme se zaměřili na charakterizaci funkčního překrývání a spolupráce proteolytických podjednotek AFG3L2 a YME1L mitochondriálních komplexů m-a i- AAA lokalizovaných ve vnitřní mitochondriální membráně. Dvojitě utišená buněčná linie AFG3L2/YME1L vykazovala výraznou změnu ve zpracování isoforem OPA1, výrazné zvýšení proteázy OMA1 a snížení proteinu SPG7. Naše výsledky ukazují spolupráci a částečně i nadbytečné funkční překrývání proteáz AFG3L2 a YME1L v udržení mitochondriální proteinové homeostázy, a dále podtrhují jejich důležitost pro mitochondriální a buněčné funkce a integritu. Cílem druhé části bylo charakterizovat buněčnou funkci proteinu LACE1 v mitochondriální proteinové homeostáze. Protein LACE1 je lidský homolog kvasinkové ATPázy Afg1. Z našich výsledků vyplývá, že LACE1 je mitochondriální integrální membránový protein, který existuje jako součást tří komplexů o přibližné molekulové hmotnosti 140, 400 a 500 kDa a zprostředkovává degradaci jaderně kódovaných podjednotek...
|
|
|
Delece v lidské mitochondriální DNA a příčiny jejich vzniku
Zdobinský, Tomáš ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Kazantsev, Dmitry (oponent)
Mitochondrie jsou organely eukaryotních buněk zajišťující především energetický metabolismus, podílí se však i na metabolických dějích jako je biosyntéza aminokyselin, hemových skupin, železosirných komplexů aj. Mitochondriální poruchy představují heterogenní skupinu onemocnění, která se mohou projevit jak v dětském, tak v dospělém věku. Postihují odlišným způsobem různé tkáně a orgány, nejčastěji se však projeví poruchami nervového systému, kosterní svaloviny, případně jater, ledvin nebo endokrinní soustavy. Delece mitochondriální DNA se podílejí na patologii mnoha z těchto onemocnění a jsou příznakem několika syndromů. Vznikají pravděpodobně v důsledku zastavení replikačního aparátu během replikace mitochondriální DNA a následného vzniku dvouřetězcového zlomu. To může být způsobeno především patogenními změnami proteinů replikačního aparátu a metabolismu nukleotidů. Cílem této práce je shrnutí poznatků o stavbě mitochondrií a struktuře a replikaci jejich genomu, ale především vytvoření přehledu nejdůležitějších proteinů, jejichž mutace vede ke vzniku mitochondriálních onemocnění doprovázených delecemi v mtDNA, a poznatků o mechanismu jejich vzniku.
|
|
|
Oxidative phosphorylation addiciton as a new approach to the therapy of neoplastic diseases
Růžičková, Anna ; Neužil, Jiří (vedoucí práce) ; Merta, Ladislav (oponent)
Nádorová onemocnění jsou dnes jednou z nejčastějších příčin úmrtí v industrializovaném světě, proto nalezení nových přístupů k jejich léčbě je velmi žádoucí. Nedávné výsledky ukazují na nezbytnou roli mitochondriální respirace pro růst nádorů. Je to zejména spojeno s objevem horizontálního přenosu mitochondrií mezi hostitelem a nádorovými buňkami s poškozenou mitochondriální DNA, který je nezbytný pro obnovu mitochondriáolní respirace, bez níž nádory nemohou růst. Zdá se, že stupeň respirace nutný pro růst nádorů se liší v jejich různých typech. Tuto hypotézu, kterou nazýváme "závislost na oxidativní fosforylaci", bude nutné ověřit, a na jejím základě bude možné navrhnout novou léčbu nádorových onemocnění za použití látek, které působí přímo na mitochondriální respirační komplexy. Klíčová slova: mitochondrie, oxidativní fosforylace, horizontální transfer mitochondriální DNA, nádorová onemocnění, mitochondriálně cílené protirakovinné látky
|
|
|
Structural and Functional Interactions of Mitochondrial ADP-Phosphorylating Apparatus
Nůsková, Hana ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kolarov, Jordan (oponent) ; Kuda, Ondřej (oponent) ; Panicucci Zíková, Alena (oponent)
Komplexy oxidativní fosforylace (OXPHOS) se ve vnitřní mitochondriální membráně sdružují ve vyšší strukturní a funkční celky, tzv. superkomplexy. Jejich význam spočívá v cíleném směrování substrátu z jednoho komplexu na druhý. V případě ATP syntázy byly popsány její dimery i vyšší oligomery a také ATP syntazom, v rámci nějž dochází k seskupení ATP syntázy s přenašečem adeninových nukleotidů (ANT), zajišťujícím výměnu syntetizovaného ATP za cytosolické ADP, a fosfátovým přenašečem (PiC), umožňujícím import fosfátu do matrix mitochondrie. I když je existence tohoto superkomplexu obecně přijímána, experimentální důkazy nejsou dostatečné. V rámci této práce byly detailně zkoumány strukturní interakce ATP syntázy, ANT a PiC. Jejich vzájemné vztahy byly sledovány nejprve na úrovni exprese jednotlivých komponent ATP syntazomu, ať již za fyziologických podmínek v různých tkáních potkana, nebo na modelu deficiencí ATP syntázy v buňkách pacientů s různými genetickými defekty ATP syntázy. Konkrétně se jednalo o mutace v jaderných genech ATP5E a TMEM70, které kódují podjednotku ε, respektive pomocný faktor v biogenezi ATP syntázy TMEM70, a o mikrodeleci na rozhraní genů MT-ATP6 a MT-COX3, která negativně ovlivňuje mitochondriální translaci podjednotek a ATP syntázy a Cox3 cytochrom c oxidázy. Funkční a...
|
host ::
RSS.