|
|
Increasing affinity of Interferon gamma receptor 1 to Interferon gamma by combining molecular modeling and experimental methods
Mikulecký, Pavel ; Schneider, Bohdan (vedoucí práce) ; Šulc, Miroslav (oponent) ; Vaněk, Ondřej (oponent)
Téměř ve všech dějích živých buněk hraje interakce mezi proteiny důležitou roli a funkce mnohých proteinů je závislá na jejich specifické interakci s ostatními biomolekulami. Pro vývoj molekul vhodných pro diagnostiku, medicínu a biotechnologie by bylo velmi přínosné, kdybychom měli k dispozici nástroje k ovlivňování interakcí mezi proteiny. Tato práce se zabývala specificitou interakcí mezi proteiny na modelovém příkladu receptoru 1 pro interferon gama (IFNgR1) a jeho přirozeném vazebném ligandu interferonu gama (IFNg), jehož funkce je důležitá pro přirozenou imunitu. Při hledání mutací proteinu IFNgR1, které by měly měnit jeho vazbu (zvýšit nebo snížit) k IFNg, byla použita počítačová in silico analýza dostupných krystalových struktur komplexu mezi IFNgR1 a IFNg. Záměny aminokyselin byly počítačově modelovány a jejich vliv na interakci byl počítán programem FoldX. Všechny varianty receptoru 1, které vyhovovaly kritériím výběru, byly produkovány v bakterii Escherichia coli, dále purifikovány, charakterizovány a jejich interakce byla změřena na přístroji SPR, jenž měří povrchovou rezonanci plazmonů (Surface Plasmon Resonance). První skupina variant IFNgR1 obsahovala mutace na interakčním rozhraní s IFNg. Z SPR měření vyplývá, že většina těchto variant vykazovala stejnou vazbu k IFNg jako nezměněný...
|
|
|
Exprese a purifikace fotoaktivované proteinové nanosondy pro studium klinicky relevantních protein-proteinových interakcí
Knížek, Antonín ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Koblihová, Jitka (oponent)
Cytochrom b5 je klíčovým proteinem pro funkci a regulaci savčí oxygenasy se smíšenou funkcí (MFO), která se nachází v endoplasmatickém retikulu. Proto je také relevantním cílem v klinicky zaměřených studiích. Abychom mohli studovat interakce cytochromu b5 pomocí kovalentního fotochemického zesítění, vytvořili jsme mutanty cytochromu b5 s methioninem v několika klíčových aminokyselinových pozicích v primární sekvenci proteinu, např. v pozici serinu 23 a leucinu 41. Přirozeně se vyskytující methioniny v cytochromu b5 (pozice 96, 126 a 131) byly zároveň mutovány na leucin bez vlivu na aktivitu cytochromu b5. Náš protein byl exprimován v auxotrofních bakteriích E. coli B834(DE3) s L-2-amino-5,5-azi- hexanovou kyselinou (foto-methioninem) přítomnou v kultivačním médiu. Tento methioninový analog s fotolabilním diazirinovým kruhem je aminoacyl-tRNA synthetasami běžně inkorporován do primární sekvence proteinu. Celý expresní protokol byl optimalizován tak, abychom dosáhli maximální míry inkorporace foto-methioninu do struktury cytochromu b5. Získaný exprimovaný protein byl izolován a míra inkorporace byla stanovena hmotnostně spektrometrickou analýzou pomocí MALDI-TOF. Dosáhli jsme až 93,4% inkorporace. Po rekonstituci se svými přirozenými interakčními partnery - cytochromem P450 2B4 (králičí isoforma) a...
|
|
|
Příprava mutantních forem fosfatidylinositol 4-kinasy IIα
Gregor, Jiří ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Košek, Dalibor (oponent)
Fosfatidylinositol 4-kinasy (PI4K) jsou enzymy tvořící fosfatidylinositol-4-fosfát, který je důležitou regulační molekulou a prekursorem pro tvorbu dalších regulačních molekul. PI4K jsou zajímavé z medicínského hlediska, neboť je jejich funkce spojována s virovými, nádorovými, metabolickými a neurodegenerativními nemocemi. PI4K typu dva jsou inhibované vápenatými kationty, zatímco PI4K typu III takto inhibovány nejsou. Tato práce řeší vztah struktury a regulace funkce PI4K IIα, konkrétně regulaci vápenatými kationty. Cílem této práce bylo připravit mutovanou formu PI4K IIα, která by nebyla těmito kationty ovlivněna. Přestože se nepodařilo takovou formu připravit, bylo zjištěno, jak aminokyseliny N313, D346 a E193 ovlivňují aktivitu tohoto enzymu.
|
|
|
Struktura a interakce lidského regulačního proteinu 14-3-3: fotoafinitní značení in vitro a hmotnostní spektrometrie.
Mazurová, Martina ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Kavan, Daniel (oponent)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium interakcí proteinu 14-3-3ζ, který patří mezi regulační proteiny vyskytující se ve všech eukaryotických buňkách. Význačným rysem proteinu 14-3-3 je jeho schopnost vázat řadu strukturně s funkčně odlišných proteinových ligandů. Tato vazba je většinou realizována prostřednictvím fosforylovaných serinových a threoninových motivů. Cílem této práce je příprava dostatečného množství proteinu 14-3-3ζ s inkorporovaným fotoaktivovatelným analogem methioninu (foto-Met, L-2-amino-5,5-azihexanová kyselina). Byly testovány čtyři různé podmínky rekombinantní exprese v auxotrofním kmeni E. coli B834 (DE3) pro získání proteinu s maximální inkorporací fotoaktivovatelného analogu methioninu do sekvence rekombinantního proteinu. Dalším cílem je studium míry zapojení methioninů 121, 160 a 218 ve vazebném žlábku proteinu 14-3-3ζ a případné nalezení kovalentní vazby s fosforylovaným nebo nefosforylovaným peptidem 251-266 Raf-1 kinázy (fosforylace na Ser259). Pro síťování byla použita metoda světlem iniciované reakce (fotolýza), po které z foto-Met vzniká reaktivní biradikál schopný tvorby nové kovalentní vazby s aminokyselinovými zbytky v blízkém okolí (do 5Å). Nakonec byly analyzovány produkty síťovacích reakcí pomocí MALDI-TOF MS, LC-MS a LC-MS/MS. Zvolenými postupy a...
|
|
|
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....
|
|
|
Studium interakce PI4 kinasy IIalfa s VAMP3 proteinem
Dubánková, Anna ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Teisinger, Jan (oponent)
Fosfoinositidy jsou nesmírně důležité pro regulaci aktivity mnoha signálních proteinů nejen buněčné membrány. Fosfatidylinositol - 4 - kinasy (PI4K) katalyzují tvorbu fosfatidylinositolu - 4 - fosfátu, molekuly s významnou regulační funkcí a prekurzoru řady fosfoinositidů. PI4K jsou svou patogenicitou spojovány s některými RNA viry, jako jsou Picornaviridae (poliovirus, coxsackie virus, aichi virus, enterovirus 71) a Flaviviridae (virus hepatitidy C). PI4K také hrají významnou roli při rozvoji rakoviny. Tato práce se snaží přispět k objasnění mechanismu regulace PI4 kinasy typu II α skrze její interakci s proteinem vesikulární membrány 3 (VAMP 3) z rodiny proteinů SNARE (z angl. "Soluble N-ethylmaleimide Sensitive Fusion Attachment Protein Receptor").
|
|
|
Optimalizace exprese fotoafinitních proteinových nanosond lidských strukturních proteinů zubní skloviny
Štrohalmová, Jana ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Kubíčková, Božena (oponent)
Zubní sklovina (enamel) je nejtvrdší tkáň těla obratlovců. Je tvořena evolučně vysoce konzervovaným biomineralizačním procesem, který je řízen proteiny mezibuněčné hmoty (extracelulární matrix). Amelogenin (AMEL) a ameloblastin (AMBN) jsou hlavními proteiny a zároveň klíčovými prvky pro správnou tvorbu zubní skloviny. Současně slouží jako molekuly buněčné adheze, které regulují proliferaci a diferenciaci ameloblastů (buněk podílejících se na tvorbě zubní skloviny). Protože AMBN i AMEL patří do rodiny vnitřně neuspořádaných proteinů (IDP, z angl. intrinsically disordered protein), je velice složité najít metodiku umožňující studovat jejich strukturu a molekulární mechanismus působení. Tato bakalářská práce se zabývá optimalizací přípravy fotoaktivovatelných proteinových "nanosond" studovaného ameloblastinu a amelogeninu pomocí rekombinantní exprese v E. coli s inkorporovaným fotoaktivovatelným analogem aminokyseliny (methionin, leucin). Takto připravené proteinové "nanosondy" budou sloužit ke studiu protein-proteinových interakcí v roztoku a k objasnění strukturně funkčních vztahů lidských proteinů zubního enamelu (ameloblastin a amelogenin). Klíčová slova: Zubní sklovina Ameloblastin Amelogenin Fotoaktivovatelné proteinové "nanosondy" Hmotnostní spektrometrie
|
|
|
Strukturální podstata mezidruhových rozdílů v aktivaci TRPA1 receptoru
Synytsya, Viktor ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Hudeček, Jiří (oponent)
Ankyrinový receptor TRPA1 je excitační iontový kanál, který zajišťuje převod nocicepčních podnětů na primárních aferentních senzorických neuronech u savců i nižších organismů. Současný výzkum strukturních a funkčních vlastností TRPA1 přináší stále více důležitých poznatků o struktuře a funkci tohoto receptoru, významné mezidruhové rozdíly však často znemožňují jejich přímé porovnání. Naproti tomu, tyto mezidruhové rozdíly mohou být hlavním vodítkem pro identifikaci významných funkčních domén. Cílem práce je zpracovat souhrnný přehled současných poznatků o funkčních a strukturních vlastnostech lidského TRPA1 receptoru a charakterizovat hlavní rozdíly, kterými se liší od jiných orthologů TRPA1 u různých živočišných druhů. Experimentální část se zaměřuje na porovnání aktivačních vlastností lidského TRPA1 receptoru a chiméry, ve které je zaměněna 5. transmembránová doména za homologní oblast TRPA1 receptoru octomilky. Výsledky získané pomocí elektrofyziologické techniky patch-clamp prokazují, že proudové odpovědi aktivované změnami membránového potenciálu jsou významně sníženy u chimérického receptoru, což prokazuje klíčovou úlohu této oblasti pro správnou funkci iontového kanálu. (In Czech) Klíčová slova: ankyrinový receptor, iontový kanál, nocicepce, senzorický neuron, struktura-funkce
|
|
|
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...
|
|
|
Příprava DNA-vazebné domény Forkhead transkripčního faktoru FOXO3
Dolejš, Vojtěch ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Ptáček, Jakub (oponent)
Tato bakalářská práce je součástí projektu, jehož cílem je vývoj nízkomolekulárních látek schopných inhibovat interakci lidského transkripčního faktoru FOXO3 s DNA. Hlavním cílem této bakalářské práce je příprava 15 N značené DNA-vazebné domény proteinu FOXO3 (FOXO3-DBD) a ověření její nativní struktury pomocí 1 H-15 N HSQC NMR experimentu. Transkripční faktory FOXO jsou důležité a evolučně konzervované regulační proteiny, které se účastní mnoha důležitých buněčných dějů. Aktivita FOXO proteinů je regulována posttranslačními úpravami, z nichž nejdůležitější jsou fosforylace, acetylace a ubikvitinace. Forkhead transkripční faktory zastávají značný počet různých buněčných funkcí, ovšem jejich exprese může probíhat pouze v některých typech tkání. Obsahují asi 100 aminokyselin dlouhou DNA-vazebnou doménu složenou z několika částí. Mezi jejich funkce patří regulace buněčného cyklu a apoptózy, proliferace a diferenciace buněk, kontrola metabolismu a regulace protistresové odpovědi. U některých typů nádorových buněk je resistence vůči chemoterapii zprostředkována právě vysokou aktivitou transkripčního faktoru FOXO3. Z tohoto důvodu je nutné hledat způsoby, jak cíleně potlačit funkci tohoto proteinu. Klíčová slova FOXO3, exprese, purifikace, NMR
|
host ::
RSS.