|
|
Přehled nukleotidových sekundárních poslů u bakterií
Beneš, Tomáš ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Dolejšová, Tereza (oponent)
Druzí poslové jsou malé molekuly, které jsou součástí jednoho ze základních typů buněčné signalizace. Jejich funkcí je přenášet signály od extracelulárních či intracelulárních receptorů ke specifickým efektorovým proteinům. Tento typ signalizace je evolučně starý a konzervovaný, vyskytuje se v každém buněčném organismu. Jednotlivé taxony se ale liší konkrétními sloučeninami, jež se v signální transdukci uplatňují. V bakteriích se ve většině případů využívají různé deriváty nukleotidů. Nejvýznamnějšími příklady jsou cAMP, (p)ppGpp, c-di-GMP a c-di-AMP. Bakteriální druzí poslové se zapojují do regulace metabolismu, tvorby biofilmu, stringentní odpovědi, osmoregulace, ochrany před virovou infekcí a do mnoha dalších procesů. Tato práce se kromě popisu těchto významných signálních drah zabývá i enzymy pro syntézu a degradaci těchto malých signálních molekul.
|
|
|
Studium esenciality genu glmM kodujiciho fosfoglukosaminmutasu Streptococcus pneumoniae.
Krupička, Jiří ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Čáp, Michal (oponent)
Fosfoglukozaminmutáza (GlmM) představuje enzym hrající roli v biosyntéze buněčné stěny bakterií. Hlavním záměrem této diplomové práce bylo zjistit, zda je gen glmM esenciální pro životaschopnost Streptococcus pneumoniae. Za tímto účelem jsme vytvořili merodiploidní kmen obsahující dvě kopie glmM - nativní gen a jeho ektopickou kopii pod kontrolou inducibilního zinkového promotoru. Delecí nativního genu glmM jsme vytvořili mutantní kmen, u něhož jsme analyzovali životaschopnost a fenotyp v médiu s různými koncentracemi zinečnatých iontů, induktoru exprese ektopické kopie glmM. Zjistili jsme, že životaschopnost mutantního kmene je striktně závislá na koncentraci induktoru v médiu a úbytek GlmM se u buněk projevuje výraznými morfologickými defekty a sklonem k lyzi. Prokázali jsme, že následné vyrovnání koncentrace induktoru v médiu na koncentraci odpovídající kontrolnímu vzorku komplementuje projevy úbytku GlmM. Tyto výsledky dokazují esencialitu glmM pro životaschopnost S. pneumoniae. Dále jsme analyzovali, zda je pro funkčnost GlmM esenciální fosforylace na klíčových aminokyselinových zbytcích S99 a S101. Cílenou mutagenezí jsme připravili čtyři varianty plazmidů nesoucích glmM kódující záměny serinových zbytků za alanin nebo kyselinu glutamovou a transformovali je za vzniku čtyř merodiploidních kmenů, v...
|
|
|
Nekonveční bakteriální signální dráhy
Krupička, Jiří ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Beranová, Jana (oponent)
Dvoukomponentové systémy byly tradičně považovány za hlavní fosforylační systémy bakterií zapojené v buněčné signalizaci. V poslední době se však pozornost stále více soustředí na bakteriální Ser/Thr proteinkinázy eukaryotického typu (eSTKs). Tyto proteinkinázy jsou strukturně podobné svým eukaryotickým protějškům. Některé eSTKs obsahují přídavné domény jako jsou extracelulární PASTA domény, které byly objeveny u různých grampozitivních bakterií. Bylo prokázáno, že tyto domény mohou sloužit jako senzory pro volné peptidoglykanové fragmenty. Naprostá většina vnějších signálních molekul však stále zůstává neznámá. eSTKs fosforylují široké spektrum substrátů, mezi které patří proteiny účastnící se různých buněčných procesů jako je virulence, biosyntéza buněčné stěny, buněčné dělení nebo centrální a sekundární metabolismus. Bylo také popsáno propojení mezi eSTKs a dvoukomponentovými systémy. Tato práce pojednává o současných poznatcích, které se týkají zejména eSTKs a jejich důležitých substrátů, jež byly identifikovány a charakterizovány u různých druhů bakterií.
|
|
|
Funkční studie potenciální nukleotidázy kódované genem spr1057 Streptococcus pneumoniae, homologa proteinu YjjG E. coli
Vacková, Zuzana ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Lichá, Irena (oponent)
ČESKÝ ABSTRAKT Funkční studie potenciální nukleotidasy kódované genem spr1057 v Streptococcus pneumoniae, homologa proteinu YjjG Escherichia coli. Bakteriální buňky jsou neustále vystavovány nespočetným toxickým látkám, ať už z vnějšího prostředí či vedlejším produktům jejich vlastního metabolismu. Z těchto důvodů jsou bakteriální buňky vybaveny několika mechanismy, které tyto toxické látky eliminují. Jedná se hlavně o: blokaci adsorbce, transport specifickými transportéry a specifickou inaktivaci těchto látek enzymy. Zvláštní skupinu těchto toxických látek jsou modifikované nukleotidy, které mohou v bakteriální buňce přímo zabránit replikaci DNA, nebo způsobit mutace. Enzymy rozpoznávající tyto modifikované deriváty se označují jako "house-cleaning" "úklidové" nukleotidfosfatasy, působí na modifikované potenciálně mutagenní nukleotidy a zabraňují tak jejich včlenění do DNA či RNA. Část z těchto "úklidových" enzymů se řadí do skupiny haloacid dehalogenas (haloacid dehalogenase-like hydrolase superfamily), nalezených u mnoha bakteriálních druhů. Tato diplomová práce je zaměřena na funkční studii hypotetického proteinu Spr1057 Streptococcus pneumoniae o doposud neznámé funkci. Na základě sekvenčního srovnání vyplynulo, že Spr1057 má významnou podobnost s proteinem YjjG Escherichia coli. Analýza transkriptomu...
|
|
|
Intestinal metabolism of bilirubin
Jirásková, Alena ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Španová, Alena (oponent) ; Pátek, Miroslav (oponent)
CONCLUSIONS In this study we focused on the process of bilirubin reduction catalyzed by an anaerobic intestinal bacterium C. perfringens. We aimed to undertake analysis of bile pigments metabolized by C. perfringens anď their respective reduction products and to identify gene(s) encoding protein(s) involved in metabolism of bilirubin. Analysis of bile pigments metabolized by C. perfringens and their respective reduction products 1) The C. perfringens strain BRl isolated from neonatal stools reduces a variety of different bile pigments indicating that this broad subsfiate specificiý could be an effective tool for disposal of electons produced in catabolic processeswithin thesebacteria. 2) The examined strain reduces UCB only to the level of urobilinogen. Other bacterial stains and species, absent in neonates, are preslrmed to be essential for catabolism to the level ofstercobilinogen. Identification of gene(s)involved in bilirubin metabolism l) The C. perfringens strain BRl is resistantto the toansformationof plasmid DNA mediatedby electroporation and thereforeit is not a candidate suitable for transposonmutagenesis. 2) A transformable C. perfringens P90.2.2. strain was found to reduce bilirubin. Rapid and simple method suitable for electroporation of this stoain was developed providing transformation...
|
|
|
Molecular dynamics of proteins interacting with substrate or ligand: mitochondrial processing peptidase and FixL oxygen sensor
Dvořáková Holá, Klára ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Váchová, Libuše (oponent) ; Branny, Pavel (oponent)
I I Ovenvrew I I I II I I I I I I I I I The presenteddoctoralthesis includesfive publishedscientificarticlesand one manuscriptpreparedfor submission.All describestudieson threeproteinmodels.The four papersnumbered(1)- (4)inthelistofpublications,sharea commonobjectivee.i.observingand describingfunctionalproteindynamicsandconformationchangeinducedby ligandor substrate binding,andrepresentthemainresultofmyPhDwork. Thepapers(1)and(4)offerresultsof a projectfrommyhomelaboratoryattheInstitute ofMicrobiologyAS CR, LaboratoryforBiologyofSecondaryMetabolism,underthesupervisionof JiřÍ Janata, PhD. The projectis focusedon the protein-proteindynamicsinteractionof mitochondrialprocessingpeptidase(MPP) fromSaccharomycescerevisiaewithits preproteins substrates. The papers(2)and(3)describeresultsof a project,inwhichI haveparticipatedduring myMarieCuriefellowshipattheEcolePolytechnique(PalaiseauCedex,France),Laboratoryfor OpticsandBiosciences,in2004.Theprojectconcernsresearchon proteinstructuraldynamicsof theheme-basedoxygensensorFixLfromBradyrhizobiumjaponicum,inwhichoxygenbindingto the heme sensor domain inducesconformationchange,which regulatesthe activityof neighboringkinasedomain. ln bothprojects,analogyin methodicalapproach,i.e.seriesof molecularbiologyand...
|
|
|
Účast alternativních sigma faktorů RNA polymerasy při regulaci exprese genů Corynebacterium glutamicum
Šilar, Radoslav ; Nešvera, Jan (vedoucí práce) ; Branny, Pavel (oponent) ; Lichá, Irena (oponent)
Abstrakt Regulace transkripce sigma faktory RNA polymerasy s extracytoplazmatickou funkcí (ECF) představuje velmi účinný nástroj pro adaptaci buňky na stresové podmínky vyvolané změnami ve vnějším prostředí. Gram-pozitivní, aerobní bakterie Corynebacterium glutamicum je významným producentem aminokyselin. V genomu C. glutamicum se nachází 7 genů kódujících sigma faktory: primární sigma faktor SigA, sigma faktor SigB označovaný jako primary-like sigma faktor a 5 ECF sigma faktorů (SigC, SigD, SigE, SigH a SigM). Gen sigH, kódující sigma faktor SigH se nachází v těsné blízkosti genu rshA kódujícího jeho anti-sigma faktor. Anti-sigma faktory se reverzibilně vážou k příslušným sigma faktorům, čímž blokují jejich aktivitu. Za stresových podmínek je vazba mezi oběma proteiny rozrušena a uvolněný sigma faktor se může vázat k jádru RNA polymerasy a aktivovat iniciaci transkripce. V práci byla studována především regulace exprese genů kódujících nejvýznamnější ECF sigma faktor SigH a jeho anti-sigma faktor RshA a geny patřící k jeho regulonu. Transkripční analýzou operonu sigH-rshA byly identifikovány čtyři vegetativní promotory genu sigH a jeden SigH-dependentní promotor genu rshA. Účast komplexu SigH-RshA na regulaci exprese genů byla zkoumána s použitím delečního kmene C. glutamicum ΔrshA. Metodou DNA...
|
|
|
Cytoplasmic membrane of Bacillus subtilis Regulation of the physical parameters
Beranová, Jana ; Konopásek, Ivo (vedoucí práce) ; Branny, Pavel (oponent) ; Holoubek, Aleš (oponent)
Bacillus subtilis, modelová Gram-pozitivní bakterie, uplatňuje při adaptaci své membrány k nízkým teplotám dva odlišné mechanismy: 1) Při dlouhodobé adaptaci k nižším teplotám dochází ke zvýšení poměru anteiso/iso-větvených mastných kyselin v membránových lipidech. 2) Po náhlém poklesu teploty je indukována syntéza desaturázy (Des), proteinu, který v aerobních podmínkách desaturuje řetězce mastných kyselin v lipidech cytoplazmatické membrány. Transkripce genu des, kódujícího desaturázu mastných kyselin, je indukována zvýšením uspořádanosti membrány. Pro indukci transkripce genu des je nezbytná účast dvoukomponentového systému DesK-DesR. V této práci jsem sledovala, jak kultivační podmínky ovlivňují mechanismus adaptace membrány B. subtilis k nízkým teplotám. Použity byly metody fluorescenční spektroskopie, analýza mastných kyselin, diferenciální skenovací kalorimetrie a metody molekulární biologie. V první části práce jsem se zabývala vlivem složení kultivačního media na chemické složení a biofyzikální parametry cytoplazmatické membrány B. subtilis během růstu v optimální (40 řC) a suboptimální (20 řC) teplotě. Srovnávala jsem komplexní medium s glukózou bohaté na živiny a dvě média minerální obsahující buď glukózu nebo glycerol jako zdroj uhlíku. Získaná data jasně ukazují zásadní vliv složení...
|
|
|
The effect of 6S-like RNAs on physiological differentiation of Streptomyces coelicolor
Burýšková, Barbora ; Bobek, Jan (vedoucí práce) ; Branny, Pavel (oponent)
Rozmanitost bakterií a jejich genomů může zapříčinit konzervaci funkčních molekulárních motivů na úrovni strukturní místo konzervace na úrovni sekvencí. V případě regulační 6S RNA byly nalezeny sekvenční homology u více než sta bakteriálních druhů. U bakterií rodu Strepomyces však nebyl nalezen žádný. Jedinečný genom těchto bakterií, důležitých pro svou schopnost produkce antibiotik, má vysoký obsah G-C párů bází a je představitelem unikátních genomů fylogeneticky staré větve Aktinobakterií. Funkce nekódující 6S RNA je dána její sekundární strukturou. 6S RNA svou strukturou napodobují cílové promotorové sekvence a vychytávají tak sigma faktory, které jsou součástí transkripčního aparátu. Tímto napomáhají přepínání souborů exprimovaných genů během vývojových přechodů. Pomocí porovnání in silico predikovaných sekundárních struktur známých 6S RNA byl vytvořen počítačový model, který predikoval 6S-like RNA u Streptomycet. Cílem této práce bylo ověřit expresi těchto 6S-like RNA predikovaných u Streptomyces coelicolor pomocí RT-PCR a RNA koimunoprecipitace (RNA CoIP). Výsledkem této práce je detekce šesti nových ncRNA transkriptů, které by mohly být homology 6S RNA u Streptomycet. Tato zjištění rovněz potvrdila in silico predikční metodu, kterou byly nalezeny nekóducíjí bakteriální RNA na základě...
|
|
|
Critical sites determining the resistance phenotype of ABC proteins from the ARE subfamily and the molecular mechanism of their function
Lenart, Jakub ; Balíková Novotná, Gabriela (vedoucí práce) ; Melter, Oto (oponent) ; Branny, Pavel (oponent)
Rezistenční proteiny Vga(A) a Msr(A) patřící do ARE podrodiny ABC-F proteinů udělují rezistenci k antimikrobiálním látkám, k tzv. inhibitorům peptidyltransferázového centra. V minulosti se předpokládalo, že jejich mechanizmus rezistence je založen na interakci s transmembránovým partnerem za vytvoření funkčního transportéru. Prostřednictvím kryoelektronové mikroskopie a mutant neschopných hydrolýzy ATP bylo popsáno jejich působení na ribozomu. I když byla jejich lokalizace popsána, přesný mechanismus působení není do dnešního dne znám. Přípravou mutovaných proteinů kombinujících čtyři aminokyselinové zbytky Vga(A) a Vga(A)LC ve špičce linkeru, jsme jako první popsali vliv substrátové specificity jednotlivých mutant. Aminokyselinová pozice 212 a 220 je důležitá pro rezistenci k linkosamidům a pleuromutilínům, přičemž pozice 219 k streptogramínům A. Povaha jednotlivých aminokyselin hraje zásadní roli v udělování antibiotické specificity, co potvrzuje fakt, že aminokyselinová záměna v pozici K218T na pozadí proteinu Vga(A) způsobila posun rezistence od streptogramínů k linkosamidům a pleuromutilínům. Mechanizmus rezistence u buněk exprimujících vga(A) spočívá v ribozomální ochraně. Tomu také nasvědčuje fakt, že míra akumulace [3H]-linkomycinu u Vga(A) je velmi podobná s kmenem exprimujícím erm(C)....
|
host ::
RSS.