|
| |
|
| |
|
|
Sdílené kroky biosyntetických drah linkomycinu a pyrrolo-benzodiazepinů
Jiráčková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Linkomycin a jeho polosyntetický derivát klindamycin jsou terapeuticky využívaná antibiotika inhibující proteosyntézu v citlivých bakteriích. Jejich struktura se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, které jsou spojeny amidovou vazbou. Před časem byla zjištěna sekvence genového shluku pro biosyntézu linkomycinu a navrženy funkce pro většinu proteinů kódovaných geny shluku na základě porovnání se známými proteiny a inaktivací genů. Již dlouho bylo jasné, že aminokyselinové části linkomycinu (propylprolinu) je příbuzná dihydropyrrolová část pyrrolo[1,4]benzodiazepinů (PBD). Obě tyto části jsou odvozené od L-tyrosinu a prochází z počátku stejnou biosyntetickou dráhou. Další biosyntetické kroky se však rozcházejí. Věří se, že přenos genů z genového shluku pro produkci PBD do biosyntetického genového shluku pro linkomycin by mohl modifikovat strukturu propylprolinu a vylepšit tak vlastnosti linkomycinu, např. zvýšit antimalarické účinky. Nejúčinnějšími antibiotiky jsou alkylované deriváty, jejichž chemická syntéza je velmi složitá, ale mohly by být připraveny pomocí genového inženýrství jako tzv. hybridní antibiotika.
|
|
| |
|
| |
|
|
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...
|
|
|
Lekce z přírody - příprava hybridních bioaktivních látek
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Sekundární metabolity jsou biologicky aktivní látky, produkované především mikroorganismy. Zpravidla nejsou nezbytné pro přežití produkujících mikroorganismů, nicméně ovlivňující jejich fyziologii a mikrobiální ekologii. Mnoho z nich je využíváno ve farmacii, biologii a chemii. Tato práce shrnuje poznatky o původu a směru vývoje sekundárních metabolitů. Důležitou vlastností genů kódujících sekundární metabolity je jejich organizace do shluků. Mezi popsané mechanismy modifikací genových shluků pro biosyntézu sekundárních metabolitů patří mutace genů či intragenové přestavby. Ty se v přírodě výrazně projevují v evoluci shluků, kódujících sekundární metabolity s modulárním typem syntézy. Může však také docházet k fúzi genových podshluků rozdílného původu za vzniku komplexních shluků kódujících biosyntézu hybridní látky. Tyto hybridní shluky obsahují geny pocházející ze shluků různých sekundárních metabolitů. Podobná evoluční událost pravděpodobně nastala i v případě biosyntézy dvou modelových skupin přírodních látek - linkosamidů a pyrrolobenzodiazepinů. Analogické principy využívá i genové inženýrství pro cílené modifikace biosyntetických genových shluků, za účelem konstrukce producentů účinnějších biologicky aktivních látek. V práci jsou uvedeny příklady takových úprav, a to jak u látek ze skupin...
|
|
|
Analýza genů biosyntetického shluku linkomycinu využitelných pro přípravu hybridních látek
Ulanova, Dana ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Varečka, Ľudovít (oponent) ; Svobodová, Jaroslava (oponent)
Mgr. Dana Ulanova Analýza genů biosyntetického shluku linkomycinu využitelných pro přípravu hybridních látek Linkosamidová antibiotika, např. linkomycin a celesticetin, mají ve srovnání s ostatními typy antibiotik poměrně jednoduchou molekulární strukturu. Nicméně tyto molekuly obsahují místa tzv. "horké body", jejichž modifikace vede ke vzniku účinnějších látek. Slibnou cestou pro vznik derivátů linkosamidových antibiotik se jeví být kombinatorní biosyntéza. Pro navržení a přípravu nových genových kombinací je nutná dokonalá znalost přirozené biosyntetické dráhy. V rámci předkládané dizertační práce byly analyzovány geny lmbIH, K, N, Q, T, U a V z genového shluku pro biosyntézu linkomycinu, které měly předpokládanou nebo neznámou funkcí. Mutační analýza genu lmbN prokázala jeho bifunkční povahu, 5' koncová část genu kóduje potenciální podjednotku NDL-synthetasy s funkcí přenašeče aktivované aminokyseliny, zatímco zbytek genu kóduje enzym pro syntézu cukerného prekurzoru linkomycinu. Gen lmbT byl na základě analýzy rovněž přirazen k biosyntéze cukerného prekurzoru. V případě ostatních genů určení funkce nebylo tak jednoznačné. Předpokládá se, že jejich role v biosyntetické draze je spíše regulační nebo podpůrná. Pro přípravu derivátů linkomycinu byl zkoušen mutasyntetický přístup, jeden z možných způsobů...
|
|
|
Studium klíčových bodů biosyntézy linkomycinu a celesticetinu
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Bobek, Jan (oponent) ; Kutejová, Eva (oponent)
Linkosamidy tvoří malou, ale důležitou skupinu specializovaných bakteriálních metabolitů s antimikrobiálními účinky, mezi jejíž nejvýznamnější zástupce patří linkomycin a celesticetin. Strukturně se linkosamidy skládají z aminocukru a aminokyseliny, navzájem propojených amidovou vazbou. Aminokyselinové prekurzory linkosamidů se od sebe nicméně významně liší. Prekurzorem celesticetinu je proteinogenní L-prolin, zatímco u významně účinnějšího linkomycinu je jím neobvyklá aminokyselina (2S,4R)-4-propyl-L-prolin (PPL). Přesto jsou tyto prekurzory rozpoznávány a aktivovány homologními adenylačními doménami CcbC, resp. LmbC. A právě tento, pro biologickou aktivitu výsledné látky klíčový mechanismus rozpoznání a aktivace aminokyselinového prekurzoru, je předmětem této práce. Nejprve byly za využití cílené mutageneze a biochemické charakterizace mutant identifikovány aminokyselinové zbytky v adenylační doméně LmbC, nezbytné pro aktivaci PPL. Na základě těchto dat byla následně experimentálně napodobena molekulární evoluce substrátové specifity adenylační domény směrem od L-prolinu (jako u CcbC) k PPL (LmbC), kdy bylo dosaženo změny substrátové specifity mutací pouhých tří aminokyselinových zbytků ve vazebném místě pro substrát. Aktivované aminokyselinové prekurzory jsou v biosyntézách linkosamidů dále...
|
|
|
Biosyntéza propylprolinové stavební jednotky linkomycinu
Jirásková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Čejková, Alena (oponent) ; Fišer, Radovan (oponent)
Klinicky využívané antibiotikum linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, kterou je 4-propyl-L-prolin (PPL). Tato jednotka je velmi důležitá z hlediska bioaktivity tohoto antibiotika, což je patrné z nižší aktivity příbuzného antibiotika celesticetinu, který inkorporuje do struktury proteinogenní L-prolin. Genové shluky pro biosyntézu obou linkosamidů jsou publikovány a odrážejí společný základ - biosyntézu aminocukerného prekurzoru a kondenzační reakce. Ovšem v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu se nacházejí navíc geny kódující biosyntézu specifické aminokyseliny PPL. Tento alkylprolinový derivát (APD) má společný biosyntetický původ s dalšími APD, které jsou součástí struktur protinádorových pyrrolobenzodiazepinů a signální molekuly hormaomycinu, což se odráží i v přítomnosti homologních genů v jejich genových shlucích. Výsledky výzkumu biosyntézy PPL se tedy uplatní pro větší skupinu přírodních látek. První celkový koncept biosyntézy APD byl publikován již před čtyřiceti lety. Milníkem byl pak rok 1995, kdy byl publikován genový shluk pro biosyntézu linkomycinu a k jednotlivým reakcím biosyntézy byly navrženy konkrétní genové produkty. Funkční prokázání proteinů bylo provedeno zatím u prvních dvou kroků biosyntézy APD (proteiny LmbB2 a LmbB1), která vychází z...
|
host ::
RSS.