|
|
Proteomika jako nástroj studia molekulárních mechanizmů závažných onemocnění
Pospíšilová, Jana ; Petrák, Jiří (vedoucí práce) ; Šulc, Miroslav (oponent) ; Kovářová, Hana (oponent)
SOUHRN Proteomika je soubor analytických metod umožňující kvalitativní a kvantitativní popis proteomu. Expresní proteomika kvantitativně porovnává proteomy buněk, tkání, tělních tekutin a dalších biologických materiálů za různých podmínek s cílem nalézt rozdíly v expresi proteinů a na základě těchto rozdílů popsat biologické procesy probíhající ve zkoumaných organizmech. Výchozím materiálem expresních proteomických studií jsou složité směsi obsahující tisíce proteinů, které jsou analyzovány kombinací separačních (hlavně elektroforetických a chromatografických) metod a identifikovány, případně kvantifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie. Cílem této dizertační práce je demonstrovat využití nástrojů expresní proteomiky k řešení několika biomedicínských problémů. Různé proteomické přístupy a nástroje jsme využili ke studiu molekulárních mechanizmů závažných onemocnění jak na biologických vzorcích pacientů, tak na modelovém organizmu a buněčné kultuře. Konkrétně jsme řešili tři různé projekty, a to hledání potenciálních molekulárních cílů pro selektivní likvidaci buněk lymfomů z plášťové zóny rezistentních na protinádorovou molekulu TRAIL, studium molekulárních mechanizmů srdečního selhání s využitím potkaního modelu objemového přetížení a hledání diagnosticky využitelných biomarkerů karcinomu ovaria....
|
|
|
Excitation of molecules by cold electrons
Šulc, Miroslav ; Horáček, Jiří (vedoucí práce)
Název práce: Excitace molekul studenými elektrony Autor: Miroslav Šulc Katedra / Ústav: Ústav teoretické fyziky, Univerzita Karlova v Praze Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Jiří Horáček, DrSc., Ústav teoretické fyziky, Univerzita Karlova v Praze Abstrakt: Pozornost je věnována vybraným metodám pro popis nízkoenergetických elektron-molekulových srážek. První část práce se zabývá aplikací metody R-matice v kombinaci se Schwinger-Lanczos variačním principem pro potenciálový rozptyl v pří- padě dalekodosahových interakcí. Další sekce se zaobírají aspekty konstrukce ko- relačně-polarizačního potenciálu v metodě Discrete Momentum Representation (DMR) s využitím prostředků aproximace lokální hustoty v kontextu teorie funkcionálu hus- toty (DFT). Získané poznatky jsou následně aplikovány pro body-frame výpočty na úrovni aproximace statické výměny se zahrnutou polarizací (SEP) v rámci analýzy ex- perimentálních dat pro e−-N2 srážky představující součást širšího projektu věnovaného studiu rotačních excitací malých molekul v plynné fázi iniciovaných srážkami s elek- trony. V případě N2 bylo pozorováno potlačení dozadního průřezu pro energie pod 95 meV zdůvodnitelné z teoretického hlediska destruktivní...
|
|
|
Proteomické přístupy ke studiu nádorových onemocnění
Lorková, Lucie ; Petrák, Jiří (vedoucí práce) ; Šulc, Miroslav (oponent) ; Kovářová, Hana (oponent)
Proteomika, jako soubor metod, technik a konceptů, byla využita ve třech projektech zaměřených na diagnózu a terapii onkologických onemocnění. První práce byla zaměřena na hledání spolehlivých a dostatečně senzitivních biomarkerů pro detekci karcinomu ovaria v jeho ranném stádiu. Dvěma odlišnými proteomickými přístupy jsme analyzovali séra žen s epiteliálním karcinomem ovaria a séra zdravých žen. Identifikovali jsme protein -1-antitrypsin s významně zvýšenou koncentrací v sérech pacientek a apolipoprotein A4 a retinol-binding protein 4 (RBP4) s významně sníženou koncentrací v sérech pacientek. Snížená koncentrace RBP4 v sérech žen s karcinomem ovaria může být výsledkem snížené produkce RBP4 ovariem nebo odrazem časných komplexních systematických změn v tělech pacientek. Cílem druhé práce bylo popsat molekulární mechanismus rezistence na cytarabin v buňkách lymfomu z buněk plášťové zóny (MCL). K proteomické analýze byly použity buněčné linie MCL a z těchto buněčných liniích byly získány subklony rezistentní na cytarabin. Mezi nalezenými změnami exprese proteinů byla detekována významná změna exprese deoxycytidin kinázy (DCK), jež je klíčovým enzymem v aktivaci purinových a pyrimidinových nukleosidů a jejich analogů. Buňky MCL rezistentní na cytarabin byly rovněž křížově rezistentní k jiným...
|
|
| |
|
|
Rekombinantní příprava DNA vazebné domény transkripčního faktoru TEAD4
Zákopčaník, Marek ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Šulc, Miroslav (oponent)
5 Abstrakt Transkripční faktory TEAD hrají důležitou roli v řízení buněčného růstu a diferenciace. Jejich deregulace je spojována s řadou nádorových onemocnění. Proteiny TEAD rozpoznávají DNA pomocí vysoce konzervované DNA vazebné domény. Ta by mohla představovat slibný cíl terapeutického zásahu pro budoucí protinádorová léčiva. Cílem této diplomové práce byla produkce DNA vazebné domény transkripč- ního faktoru TEAD4 prodloužená o nestrukturovanou variabilní část spojující tuto doménu s transaktivační doménou. Jako purifikační kroky byla využita afinitní chromatografie a gelová permeační chromatografie. Následně byl produkovaný protein charakterizován pomocí hmotnostní spektrometrie. Konečným krokem bylo použití nativní elektroforézy k ověření schopnosti produkovaného proteinu vázat DNA. V průběhu purifikace byla pozorována fragmentace produkovaného pro- teinu od C-konce. Na základě analýzy spektra z hmotnostní spektrometrie byly popsány tři nejzastoupenější fragmenty produkovaného proteinu. První z forem (55 %) obsahovala aminokyseliny 30-131 proteinu TEAD4, druhá nejzastoupenější forma (18 %) obsahovala aminokyseliny 30-144 a třetí forma (16 %) obsahovala aminokyseliny 30-81. Na závěr byla u produkovaného proteinu potvrzena schop- nost vazby DNA, účinnost však byla nižší než očekávaná. Do budoucna je...
|
|
|
The novel combinations of experimental approaches: mass spectrometry (MS) and photo-induced surface labelling, electron release (PIER), or cross-linking (PIXL)
Tuzhilkin, Roman ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Kavan, Daniel (oponent)
V živých organismech probíhá každým okamžikem nespočet dějů s účastí přenosu/transportu elektronu (ET). Proto jejich studium je důležitým cílem moderní strukturně-funkční proteomiky. Pro řadu experimentů byl a je používán modelový protein azurin z P. aeruginosa. Tento modrý protein obsahující centrální atom mědi má charakteristické absorpční maximum při 630 nm v redoxním stavu Cu(II). Během jeho oxidace na Cu(I) dochází k poklesu hodnoty absorbance při 630 nm (A630) a tak lze UV-Vis spektra použít pro sledování průběhu jeho ET reakcí. Naším cílem bylo vložit světlem aktivovatelný strukturní analog kanonické aminokyseliny Met - L-2-amino-5,5-azihexanovou kyselinu (foto-Met) - do sekvence azurinu a využít vzniklý proteinový produkt pro studium oligomerizace azurinu v roztoku pomocí techniky světlem iniciovaného síťování (PIXL). Použitím optimalizovaných protokolů pro rekombinantní expresi v E. coli B834 jsme vložili foto-Met do přirozeného azurinu a konstruktu Az2W, ve kterém jsou přítomny dva blízké Trp, u kterých byla potvrzena role při elektronovém přeskoku ("hopping") napříč protein-proteinovým rozhraním. Míra inkorporace foto-Met do sekvence proteinů byla určena pomocí MALDI-TOF MS po separaci proteinů na SDS-PAGE a štěpení proteasou v gelu. Pomocí metody PIXL byl studován vliv rostoucí celkové...
|
|
|
The preparation and characterisation of analogues of insulin and IGF-2 selective for both isoform of insulin receptor and IGF-1 receptor
Mlčochová, Květoslava ; Žáková, Lenka (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent) ; Šulc, Miroslav (oponent)
Insulin a insulinu podobné růstové faktory 1 (IGF 2) jsou příbuzné proteinové rozdílnými, avšak překrývajícími se biologickými funkcemi. Všechny tři hormony interagují, i když s různou afinitou, s receptory, patřící do systému insulinu IGF (insulinové 1R)). Právě rozdílná schopnost interakce s jednotlivými receptory je jeden z hlavních nástrojů regulace tohoto systému, který je nezbytný pro správné fungování organismu. Ačkoli aminokyseliny, které se přímo účastní interakce s receptory, se nacházejí zejména doménách A a B, domény C a D mají patrně určitou úlohu ve vazebné specificitě. V rámci tohoto projektu jsme se nejprve zaměřili na vliv domén D z domény C z ). Abychom mohli sledovat vliv domén C a D, připravili jsme insulinové celými nebo částmi jednotlivých domén tak, aby uspořádání odpovídalo přirozené IGF. U takto připravených analogů byly studovány vazebné afinity a jejich Výsledky odhalily, že úvodní část domény D má ničivý účinek na afinitu k IR. Tento účinek je pouze mírně zvýrazněn přítomností zbytku domény (D ). Doména D nemá téměř žádný účinek na afinitu k . Dále bylo zjištěno, že přidání aminokyselin odvozených z domény konec řetězce B vede ke zvýšení afinity a schopnosti aktivovat IR B. Toto nečekané zjištění otevírá nové možnosti zvýšení specificity vůči isoformě B IR. Abychom byli schopni...
|
|
|
Klinicky relevantní protein-proteinové interakce v procesu bakteriální patogeneze B. pertusis
Málek, Albert ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Černá, Věra (oponent)
Výskyt černého kašle v lidské populaci byl v průběhu 20. století díky vakcinaci silně potlačen. V posledních letech však začala inicidence černého kašle opět narůstat. Původcem této nemoci je patogenní gramnegativní bakterie Bordetella pertussis, která začíná být rezistentní vůči dosud používaným antibiotikům či vakcínám. B. pertussis napadá dýchací cesty člověka. Jedním z jejích virulentních faktorů je adenylátcyklázový toxin (ACT). Ten je sekretován z bakteriálních buněk do extracelulárního prostoru, váže se na plasmatickou membránu hostitelské buňky a translokuje do jejího cytosolu adenylátcyklázovou doménu (dAC). Tato enzymatická doména se aktivuje nekovalentní interakcí s eukaryotním kalmodulinem (CaM) a syntetizuje cAMP, jehož nadbytek má za následek apoptózu hostitelské buňky. Proteinovou interakci dAC s CaM jsme studovali pomocí metody PIXL (fotochemické zesítění, z angl. "Photo Induced Cross Linking") a hmotnostní spektrometrie (MS). Mutantní protein dAC, s inkoroporovaným foto-Methioninem (pM) na pozici Leucinu 240 (dACL240pM), jsme exprimovali v transformovaných buňkách E. coli B834 v minerálním médiu s pM. Exprimovaný protein jsme izolovali afinitní chromatografií a pomocí MS stanovili inkorporaci pM do primární struktury dAC na přibližně 50 % ve finálním preparátu. S izolovaným...
|
|
|
Analýza postranslačních modifikací proteinů hmotnostní spektrometrií
Musil, Dominik ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Kukačka, Zdeněk (oponent)
Viry, původci mnoha infekčních onemocnění, jsou malé nebuněčné částice replikující se pouze v hostitelských buňkách. Předpokládá se, že za jejich infektivitu jsou zodpovědné posttranslační modifikace virových kapsidových proteinů (např. fosforylace, které jsou katalysovány kinasami hostitelských buněk). Vhodným modelem, který lze využít pro studium vztahu fosforylačního "profilu" viru a infektivity je myší polyomavirus z čeledi Polyomaviridae. Srovnáním virionů, a tedy i hlavních kapsidových proteinů VP1 divokého kmene myšího polyomaviru s virovou mutantou vytvořenou pomocí delece části genomu kódujícího regulační proteiny viru a produkovaných ve dvou různých buněčných liniích WOP a 3T6, byla zjištěna hmotnostní spektrometrií majoritní fosforylace na třech konkrétních aminokyselinách VP1. Ty jsou považovány za důležité pro správnou morfogenesi virionů a jejich schopnost infikovat hostitelské buňky. Kvalitativní zastoupení nebylo ovlivněno volbou buněčné linie. Kromě toho, v případě pozorování "dimerizace" VP1 na elektroforeogramu SDS-PAGE byla v aminokyselinové sekvenci detekována dvojitá fosforylace VP1: pThr63, pSer66 v našem experimentálním provedení in vivo. Je tedy pravděpodobné, že posttranslační modifikace, konkrétně fosforylace mohou ovlivňovat strukturní vlastnosti virových proteinů....
|
|
|
Study of activation properties of insulin, IGF-1 and IGF-2 analogs towards the receptors for insulin and IGF-1
Chrudinová, Martina ; Selicharová, Irena (vedoucí práce) ; Šulc, Miroslav (oponent) ; Skálová, Lenka (oponent)
Systém insulinu a insulinu podobných růstových faktorů (IGF) je velmi komplexní soustava podílející se na regulaci metabolismu a buněčného a tělesného růstu. Součástí tohoto systému jsou tři strukturně příbuzné peptidové hormony: insulin a dva insulinu podobné růstové faktory (IGF-1 a IGF-2) a jejich membránové receptory: dvě isoformy insulinového receptoru (IR-A a IR-B) a IGF-1R receptor (IGF-1R). Zatímco insulin se podílí převážně na regulaci metabolismu, IGF-1 a IGF-2 se účastní hlavně regulace buněčného růstu, proliferace a diferenciace. Vzhledem ke strukturní podobnosti jak hormonů, tak jejich receptorů, mají všechny hormony schopnost vázat se ke všem třem receptorům a aktivovat je, i když v různé míře. Jak dochází k odlišení "metabolických" a "mitogenních" buněčných odpovědí po stimulaci receptorů jednotlivými ligandy nebylo stále zcela objasněno, stejně jako klíčové strukturní faktory podílející se na rozdílných afinitách jednotlivých ligandů k IR-A, IR-B a IGF-1R. Nerovnováha v celém systému vede k řadě patologických stavů, z nichž nejvýznamnější jsou diabetes mellitus a rakovina. Porozumění celému systému na strukturní úrovni je tedy zásadní pro vývoj analogů se žáoucími vlastnostmi, uplatnitelných v klinické praxi. V rámci této práce byla nejprve optimalizována metodologie vhodná pro...
|
host ::
RSS.