|
|
Biochemical tools for targeting immunomodulatory receptor CD73
Poukarová, Magdalena ; Ormsby, Tereza (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Rakovina je jednou z nejčastějších příčin úmrtí. Proto se hledají stále nové způsoby pro efektivní léčbu. Jedním z velmi perspektivních odvětví onkologie je imunoterapie, která je založena na aktivaci imunity v boji s maligními buňkami. Některá léčiva již byla schválena, ale pouze u části pacientů se dostavují očekávané výsledky. O ekto-5'-nukleotidase CD73 se v posledních letech uvažuje jako o novém potenciálním cíli imunoterapie. Exprese tohoto enzymu, zakotveném na extracelulární membráně pomocí GPI, je významně zvýšena v nádorových buňkách a v imunitních buňkách nádorového mikroprostředí. CD73 katalyzuje hydrolýzu AMP na imunosupresivní adenosin, čímž přispívá k imunosupresivnímu prostředí v nádoru a podílí se na rezistenci vůči imunoterapii. CD73 se zdá být slibným cílem pro kombinovanou léčbu, která by vedla ke zlepšení účinku jiných imunoterapeutických léků. Momentálně probíhá několik klinických studií protilátek CD73 a malých molekul inhibujících CD73. Tato diplomová práce popisuje vývoj nových biochemických nástrojů pro cílení CD73. Citlivá metoda DNA-linked Inhibitor ANTibody Assay (DIANA), umožňující měření vazebné afinity nízkomolekulárního inhibitoru k proteinu, byla optimalizována a použita při screeningu knihovny malých molekul. Identifikovali jsme dvě kandidátní molekuly, které byly...
|
|
|
Functional screening of de novo proteins
Melikov, Aleksandr ; Hlouchová, Klára (vedoucí práce) ; Míšek, Jiří (oponent)
Syntetická biologie obnáší práci zejména se dvěma hlavními typy biologických makromolekul - nukleovými kyselinami a proteiny. Přírodní proteiny představují zanedbatelnou část celého sekvenčního prostoru. Většina tohoto prostoru je dosud neprozkoumaná (jak biologickými systémy, tak i vědeckým úsilím) a může skýtat nepoznaný strukturní a funkční potenciál, kterým se syntetická biologie a proteinové inženýrství zabývá zhruba jen poslední dvě desetiletí. Charakterizace nepřirozených proteinů zahrnuje několik klíčových aspektů: strukturu a její stabilitu, funkci, možnosti interakce s jinými proteiny, nukleovými kyselinami či kofaktory a v neposlední řadě in vivo tolerance. Tato práce se zaměřuje prioritně na funkční testování de novo proteinů, vzešlých buď z dříve nekódujících genomových oblastí, nebo jako produkty proteinového inženýrství. Klíčová slova: de novo proteiny, funkční screening, proteinové knihovny, design proteinů, sekvenční prostor
|
|
|
Komplementační peptid LacZ-alfa jako nástroj pro studium molekulární evoluce
Ptáčková, Barbora ; Hlouchová, Klára (vedoucí práce) ; Vaněk, Ondřej (oponent)
Proteiny jsou stavební a funkční podstatou všech živých organismů. Ačkoliv o jejich strukturních a funkčních vlastnostech dnes víme poměrně mnoho, jejich evoluce je pro nás stále nejasná. V současné době převažuje názor, že prvotní genetický kód obsahoval menší počet aminokyselin a postupem evoluce k němu byly přiřazovány aminokyseliny evolučně novější. Obecně uznávané teorie a studie předpokládají dva zdroje raných aminokyselin (exogenní a endogenní). Z rozsáhlého repertoáru prebioticky dostupných aminokyselin je v současnosti jen 10 geneticky kódovaných, tedy proteinogenních. Zbylých 10 proteinogenních (tedy evolučně novějších) aminokyselin zřejmě vzniklo až v důsledku evoluce biosyntetických drah. Otázkou zůstává, je-li raná polovina současných proteinogenních aminokyselin dostačující pro tvorbu strukturovaných a funkčních proteinů, které mohly dát vznik prvotnímu metabolismu. A je v současném světě možné nahradit evolučně novější aminokyseliny těmi ranými za současného udržení strukturně-funkční integrity? Právě tyto otázky tvoří základ předkládané práce. Cílem této práce bylo připravit metodiku pro mutagenezi zkráceného LacZ-alfa peptidu za účelem pozdějšího studia randomizace evolučně novějších aminokyselin za rané. Jako modelový protein byl vybrán LacZ-alfa peptid, který je v molekulární...
|
|
|
Příprava mutantů enzymu methioninsulfoxidreduktasy a jejich využití pro přípravu chirálních sulfoxidů
Havelka, Václav ; Míšek, Jiří (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Chirální sulfoxidy jsou důležité sloučeniny ve farmaceutickém a chemickém průmyslu, nicméně jejich enantioselektivní syntéza poskytující pouze jeden žádaný enantiomer není zcela zvládnuta. Některé přirozené enzymy mohou být využity pro biokatalytickou přípravu chirálních sulfoxidů. Jedním z takových enzymů je methioninsulfoxidreduktasa. Methioninsulfoxidreduktasa je enzym omezující následky reaktivních kyslíkových radikálů v organizmu vznikajících v důsledku kyslíkového metabolismu. Její funkce je redukce methioninsulfoxidu v proteinech na methionin. Existují dva typy methioninsulfoxidreduktas, methioninsulfoxidreduktasa A redukující pouze (S)-methioninsulfoxid a methioninsulfoxidreduktasa B redukující (R)-methioninsulfoxid. Methioninsulfoxidreduktasa B je vhodná k přípravě (S)-sulfoxidů, nicméně její katalytická aktivita není dostatečná pro praktické využití. Využitím technik rekombinantní DNA a mutagenní PCR byla připravena knihovna mutantů methioninsulfoxidreduktasy B a byla určena míra a charakter zavedených mutací. Tato knihovna bude sloužit jako výchozí bod pro řízenou evoluci enzymu pro získání klonů se zvýšenou aktivitou a sníženou substrátovou specifitou.
|
|
|
Exprese vaskulárního endotelového růstového faktoru a jeho využití v cévním tkáňovém inženýrství
Mikulová, Barbora ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Tato práce se zabývá expresí vaskulárního endotelového růstového faktoru (vascular endothelial growth factor, VEGF) a jeho využitím v tkáňovém inženýrství cévní stěny. V průběhu práce byla sledována interakce endotelových buněk s modifikovaným biomateriálem na bázi fibrinu, do kterého byl inkorporován růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121). Tato modifikace podpořila adhezi a růst endotelových buněk. Vaskulární endotelový růstový faktor VEGF-A121 je signální glykoprotein, který aktivuje transmembránové receptory na endotelových buňkách. VEGF-A121 je klíčovým regulátorem při vaskulogenezi, angiogenezi, proliferaci, migraci a přežití endotelových buněk. V rámci této práce byl tento protein heterologně exprimován s fúzním partnerem thioredoxinem v expresním systému E. coli Origami B (DE3). Rekombinantní VEGF-A121 byl navíc koexprimován s bakteriálními chaperony GroEL/GroES pro možné zvýšení jeho rozpustnosti a biologické aktivity. V další části této práce byla na povrchu polystyrenu katalytickým působením trombinu navázaným na adsorbovanou monovrstvu fibrinogenu připravena tenká fibrinová síť. Takováto síť byla dále obohacena o růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121), který do ní byl kovalentně inkorporován pomocí enzymové aktivity transglutaminasy (faktoru XIIIa). Poslední část je věnována...
|
|
|
Regulace metabolismu purinových nukleotidů jako farmakologický cíl
Brinsa, Vítězslav ; Maloy Řezáčová, Pavlína (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Purinové nukleotidy tvoří základní stavební kameny DNA a RNA. Jsou nepostradatelnou součástí struktury některých kofaktorů, podílejí se na přenosu a skladování energie, buněčné signalizaci a regulaci biochemických procesů v buňce. Pro správnou funkci, přežití a dělení buněk je naprosto nezbytné, aby měly neustále dostatečnou zásobu nukleotidů. Hladina purinových nukleotidů je v lidském těle regulována prostřednictvím jejich metabolismu, jenž sestává ze tří koordinovaných procesů. Těmi jsou de novo syntéza, resyntéza a degradace. Regulace těchto procesů je řízena na různých buněčných úrovních od regulace genové exprese zapojených enzymů, jejich allosterické regulace až po utváření multienzymových komplexů v de novo syntéze - tzv. purinosomů. Důležitou složkou metabolismu purinových nukleotidů jsou fosforibosylpyrofosfát synthetasa I (PRS-I) a cytosolická purinová 5'-nukleotidasa (cN-II). Tyto enzymy se významně podílejí na regulaci hladiny purinů prostřednictvím jejich allostericky regulované aktivity. Poruchy aktivity těchto enzymů jsou spojeny různými onemocněními včetně dny, tvorby ledvinových kamenů, neurologických dysfunkcí či akutní lymfoblastické leukemie (ALL). Mutantní varianta cN-II nesoucí mutaci R238W způsobuje relaps ALL. Cílem experimentální části této práce byla příprava a...
|
|
|
Never Born Proteins: Occurence and characterization of secondary structure motifs
Treťjačenko, Vjačeslav ; Hlouchová, Klára (vedoucí práce) ; Kopecký, Vladimír (oponent)
Studium náhodných proteinových sekvencí skýtá velký potenciál pro pochopení původu a mechanismu tvorby hydrofobního jádra a uspořádané struktury proteinů. V této práci byla provedena biofyzikální charakterizace pěti proteinových sekvencí bez homologie s dosud známými proteiny. Sekvence byly vybrány na základě bioinformatické analýzy, jenž spočívala ve vyhodnocení 10 0000 náhodných polypeptidových řetězců pomoci prediktorů sekundárních struktur, rozpustnosti a celkové proteinové neuspořádánosti. Charakterizace vedla k potvrzeni přítomnosti sekundárních struktur a v některých případech také k odhalení náznaků nativního uspořádání proteinů - tvorby stabilního hydrofobního jádra a tendenci k specifické oligomerizaci. Přestože uvedená práce je pouze součásti většího projektu, výsledky již teď naznačují, že náhodne proteinové sekvence mají potenciál k tvorbě sekundární i terciární struktury Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Role iontů železa v metabolismu améby Naegleria gruberi
Ženíšková, Kateřina ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Železo je biogenní stopový prvek, jehož dostupnost je pro organismy životně důležitá. V biologických systémech se vyskytuje železo ve formě iontů Fe2+ a Fe3+ , které jsou většinou inkorporovány do struktury hemu nebo železo-sirných center. Proteiny obsahující železo mají v organismu širokou škálu působnosti, od přenosu elektronů v dýchacím řetězci (Rieskeho proteiny, cytochromy), přes podílení se na syntéze DNA (ribonukleotidreduktasy), až po účast v Krebsově cyklu (akonitasa a sukcinátdehydrogenasa). Naegleria gruberi je volně žijící améba, známá pro svou příbuznost s patogenní amébou Naegleria fowleri, způsobující primární améboidní meningoencefalitidu. Zajímavé je, že v jejím genomu jsou obsaženy geny pro aerobní i anaerobní metabolismus. V rámci této bakalářské práce byl zkoumán vliv dostupnosti iontů železa na metabolismus buněk Naegleria gruberi. Byly studovány změny aktivit enzymů vyskytujících se v různých metabolických drahách, a to u alkoholdehydrogenasy, glukokinasy, laktátdehydrogenasy, izocitrátdehydrogenasy, Fe-hydrogenasy, akonitasy a fumarasy. V závislosti na dostupnosti iontů železa byly zaznamenány největší změny u aktivit alkoholdehydrogenasy a hydrogenasy. Klíčová slova: železo, hem, železo-sirná centra, dostupnost iontů železa, Naegleria gruberi, metabolismus
|
|
|
The effect of amino acid repertoire on protein structure and function
Treťjačenko, Vjačeslav ; Hlouchová, Klára (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent) ; Pačes, Jan (oponent)
Porozumění původu prvotních proteinů je pochopením přechodu komplexních chemických směsí k prvním biologickým systémům. Prvotní proteiny byly pravěpodobně strukturně flexibilní, s promiskuitní aktivitou a se sekvencemi představujícími spíše fyzikálně chemické vlastnosti než definované sekvenční motivy. Rané proteiny byly rovněž pravděpodobně složeny pouze z prebioticky dostupných aminokyselin z endogenních a exogenních zdrojů. V této práci jsme se zaměřili jak na studium vlivu nejpozdějších přírůstků aminokyselinového repertoáru na strukturu a funkci proteinů tak na charakterizaci nahodných sekvencí jakožto prekurzorů pro vznik nejranějších tak i současných proteinů generovaných z původně transkripčně/translačně neaktivních oblasti genomu. Výzkum náhodných proteinů je obzvlášt zajimavý z pohledu neprobádáné strany světa proteinových sekvencí. V této práci jsme charakterizovali in silico soubor náhodných proteinových sekvencí s přirozenými výskyty aminokyselin pomocí predikce sekundárních struktur/proteinové nesupořádánosti/agregace a rovněž jsme vybrali 45 sekvencí pro následující in vitro charakterizaci. Pomocí analýzy in silico knihovny jsme mohli konstatovat, že výskyt sekundárních struktur v náhodném sekvenčním prostoru není výrazně odlišný od toho v přírodních proteinech. Na druhou stranu,...
|
|
|
Rekombinantní exprese a funkční charakterizace rostlinných Kunitzových inhibitorů
Rybáriková, Renata ; Mareš, Michael (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
PDI (z angl. "potato cathepsin D inhibitor") a NID (z angl. "novel inhibitor of cathepsin D") z lilku brambor (Solanum tuberosum) patří do proteinové rodiny Kunitzových inhibitorů (rodina I3 podle databáze Merops). Tyto isoinhibitory s molekulovou hmotností cca 20 kDa a typickou prostorovou architekturou β-trojlístku inhibují aspartátové a serinové peptidasy. Byly připraveny konstrukty pro rekombinantní expresi PDI a NID v kvasinkovém expresním systému Pichia pastoris a vybrány kolonie pro jejich účinnou produkci. Oba proteiny byly identifikovány v kultivačním médiu pomocí hmotnostní spektrometrie a N-koncového sekvenování. Pro PDI byl navržen isolační protokol se třemi chromatografickými kroky. Purifikovaný rekombinantní PDI byl porovnán s nativním PDI z přírodního zdroje a byly prokázány analogické funkční vlastnosti. Analýza inhibiční specifity dále ukázala, že PDI inhibuje vybrané aspartátové peptidasy rodiny A1 a serinové peptidasy rodiny S1 včetně relevantního enzymu hmyzího původu. To podporuje hypotézu o funkci Kunitzových inhibitorů jako obranných molekul rostlin proti herbivornímu hmyzu. Připravené inhibitory budou využity pro analýzu reaktivních center proti cílovým peptidasám pomocí proteinové krystalografie. Klíčová slova: proteolytické enzymy, aktivita a inhibice enzymů, aspartátové a serinové...
|
host ::
RSS.