|
The molecular mechanisms of seed germination : omics analyses /
Dufková, Hana
Rostliny žijí přisedlým způsobem života, a pravděpodobnost jejich přežití v podmínkách klimatických změn závisí na úspěšném rozmnožování semeny. Samotné klíčení semen je pak ovlivněno mnohými vnějšími i vnitřními factory, včetně teploty, dostupnosti vody a růstových regulátorů. Jednou z důležitých signálních molekul je peroxid vodíku, účastnící se regulace celé řady procesů, četně klíčení semen. Efekt peroxidu vodíku na stimulaci klíčení semen lilku (Solanum melongena) je popsán v první části experimentálních výsledků této práce. Tento efekt je pravděpodobně zprostředkován stimulací mechanizmů detoxifikujících reaktivní formy kyslíku. Malé proteiny tepelného šoku jsou rovněž zapojeny do odezvy na peroxid vodíku. Druhá část výsledků je zaměřena na tématiku fytohormonů a klíčení obilek ječmene a zahrnuje výsledky dvou studií. Náplní první studie bylo vytvoření spektrální knihovny proteomu obilek ječmene a její využití pro cílenou analýzu 1500 peptidů, odpovídajících 990 proteinům, u celkem 72 vzorků obilek jarního sladovnického ječmene, pocházejících z 12 rozdílných geografických lokalit. Korelační analýza získaných proteomických dat odhalila množství potenciálních markerů odrážející teplotní a srážkové podmínky prostředí, a stejně tak i markery související množstvím vyprodukovaných semen v daných podmínkách a jejich kvalitě. Mezidruhový validační experiment poskytnul podklady pro hypotézu evolučně konzervovaných mechanismů odrážejících vliv mateřského prostředí. Třetí část experimentálních výsledků této disertační práce tvoří ostatní proteomické studie: (i) role proteinů tepelného šoku v regulaci klíčení semen a (ii) interakce mezi rostlinami hrachu (Pisum sativum L.) a patogenem způsobujícím virovou mozaiku hrachu (Pea seed-borne mosaic virus). Všechny předkládané studie poskytly množství proteinových kandidátů, které mohou být dále využity v mechanistických studiích, ale i v procesu šlechtění odolnějších plodin.
|
|
Proteomika biologických tekutin
Jarkovská, Karla ; Kovářová, Hana (vedoucí práce) ; Petrák, Jiří (oponent) ; Ulčová-Gallová, Zdeňka (oponent)
Civilizační choroby se každým rokem stávají pro lidstvo větší hrozbou. Nejen, že ohrožují životy jedinců, neplodnost také ovlivní šance každého jedince na svou reprodukci. Srdeční choroby, rakovina a degenerativní choroby v současnosti celosvětově zapříčiňují většinu úmrtí, přičemž tato civilizační onemocnění obvykle potřebují delší období, aby se staly příčinou smrti. Sekretované proteiny mohou nést důležité informace o buňce, stejně jako o stavu tkání tvořených buňkami původu daného proteinu. Zároveň mohou být po těle šířeny prostřednictvím tělních tekutin, které lze v případě potřeby snadno získat pro podrobné studie. Tyto sekretované proteiny jsou stejně jako proteiny buněčné často předmětem zájmu proteomických studií a odhalení změn v hladinách jednotlivých proteinů nás může vést nejen k novým poznatkům ohledně molekulárních mechanismů chorob, proteinům použitelným jako terapeutické cíle, ale také k molekulám použitelným pro diagnostické a prognostické účely - biomarkerům. Na základě výše uvedených faktů bylo cílem tohoto výzkumu nalézt diferenčně exprimované proteiny, které by mohly: (a) charakterizovat lidskou folikulární tekutinu jakožto mikroprostředí dozrávajícího oocytu za účelem rozšíření znalostí o molekulární podstatě tohoto procesu a vylepšení technik asistované reprodukce; (b) být...
|
|
Linking Proteomes to Phenotypic Traits
Jelínek, Tomáš ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Vrbacký, Marek (oponent)
Proteiny, jakožto hlavní aktéři v buněčných procesech, mají zásadní roli ve formování fenotypových znaků. Tato práce zkoumá aplikaci proteomic- kých dat, získaných pomocí LC-MS/MS, pro pochopení vztahů mezi expresí proteinů a výslednými fenotypy. Diskutuje různé bioinformatické postupy, od předzpracování dat po techniky normalizace a metod imputace chybě- jících hodnot, pro zajištění co nejvyšší kvality dat pro následující analýzy. Dále tato práce popisuje, jak lze získat vhled do oněch fenotypových znaků u různých druhů zvířat či patologických stavů za užití analýzy diferenciální exprese, evolučního modelování pomocí Ornstein-Uhlenbeckova procesu nebo algoritmů strojového učení.
|
|
Investigation of the role of the KEAP1-NRF2 antioxidant pathway in the therapy of secondary acute myeloid leukaemia
Myšáková, Michaela ; Pimková, Kristýna (vedoucí práce) ; Suttnar, Jiří (oponent)
Vznik rezistence na terapii je dlouhodobým problémem při léčbě nádorových onemocnění, zejména při léčbě myelodysplastického syndromu (MDS) a akutní myeloidní leukémie (AML), u nichž je hypomethylační lék 5-azacytidin (AZA) první volbou. Pro zvýšení terapeutické účinnosti se AZA často kombinuje s dalšími látkami, jako je pevonedistat (Pevo), inhibitor NEDDylace zaměřený na ubikvitin-proteazomový systém. Ačkoliv první výsledky ukázaly synergický účinek kombinace AZA a Pevo při léčbě MDS a AML, byla popsána duální rezistence, což podtrhuje důležitost pochopení mechanismů stojících za vznikem této rezistence. Naše předchozí výsledky prokázaly zásadní roli redoxní homeostázy a antioxidačního systému reprezentovaného Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) v rezistenci na AZA. Dráha Kelch-like ECH-associated protein 1 (KEAP1)-NRF2 je hlavním regulátorem antioxidační obrany v buňkách, která je klíčová pro udržení redoxní rovnováhy. Hyperaktivace NRF2 se však podílí na rezistenci k léčbě a progresi rakoviny. Předpokládali jsme, že NRF2 má zásadní význam v rezistenci na terapii MDS/AML, zejména v rezistenci na kombinovanou léčbu AZA a Pevo. Pracovali jsme s buňkami citlivými a rezistentními na AZA a Pevo a sledovali jejich redoxní stav a aktivitu NRF2 pomocí průtokové cytometrie a imunodetekčních...
|
|
Proteomická identifikace skořápkových plodů ve vybraných druzích cukroví
Kadeřábková, Lucie ; Kučková, Štěpánka (vedoucí práce) ; Kolář, Karel (oponent)
Předkládaná diplomová práce se věnuje proteomické identifikaci vybraných skořápkových plodů na příkladu svátečního cukroví. Za účelem identifikace přítomných plodů ve vzorcích byly využity dva typy hmotnostní spektrometrie, jejichž výsledky mohou nabídnout vzájemné doplnění i srovnání. Teoretická část se v počátku zaměřuje na nutriční specifika skořápkových plodů. Její významný díl se poté zabývá širokou otázkou falšování a autentizace potravin, kdy je důraz kladen na skořápkové plody. Teoretickou část zakončuje pohled na odbornost tématu didaktickou optikou a jeho případné možnosti zařazení do výuky chemie či dalších oborů. Předmětem analýzy bylo jedenáct druhů skořápkových plodů po vystavení teplot, simulující pečení cukroví, a sedm druhů vánočního cukroví (šest komerčních výrobků a jeden druh "neznámého" cukroví, kde nebylo dopředu známo, z jakého skořápkového plodu bylo připraveno). Využita byla hmotnostní spektrometrie typu MALDI-TOF s následným vyhodnocením pomocí objektově-relačního databázového systému PostgreSQL, a to s cílem získat charakteristické hodnoty m/z pro každý plod po teplotním ošetření a následně porovnat s hodnotami m/z nalezenými ve vzorcích vánočního cukroví. Pomocí nalezených hodnot bylo cílem identifikovat přítomnost deklarovaných plodů a určit, jaký plod byl použit v...
|
| |
|
Barley Proteomic Studies Related to Beer Production
Benkovská, Dagmar ; Márová, Ivana (oponent) ; Ehrenbergerová, Jaroslava (oponent) ; Zdráhal, Zbyněk (oponent) ; Bobáľová, Janette (vedoucí práce)
This work is focused on barley proteomic studies in relation to the beer production. Barley belongs between the most important crops in the world and its greatest use is for malting purposes, most commonly for the brewing industry. Studies of barley proteins during malting and brewing provide information about changes in protein composition or their post translational modifications. Since the protein composition and their modifications are essential for the quality of malt and beer, barley proteomic studies have a potential to improve the malting and brewing process. The main goal of this thesis is to investigate barley water-soluble proteins and their changes that occur during the malting and brewing process. The differences in protein composition were investigated using gel electrophoresis, reversed phase and size exclusion liquid chromatography, and MALDI-TOF mass spectrometry. The amount of some proteins is increasing and some new proteins are created in the germinated grain during the malting process. Contrary, many proteins are decomposed during the brewing process due to the high temperature and enzymatic activity of some proteases. Only some proteins belonging to the family of pathogenesis related proteins resist these harsh conditions and pass into the beer where they can influence several important quality properties. Furthermore, various barley varieties and their differences were investigated. Varieties allowed for the production of certified Czech beer were compared to one variety with well proven malting properties and one non-malting barley variety. In addition, alcohol soluble barley proteins and their changes during the malting process were investigated as well. A special attention was paid to selected post-translational modifications of proteins, namely glycosylations. Non-enzymatically glycosylated barley proteins (or glycated proteins) are formed during the malting process considering the large amount of glucose released from the starch degradation, and influence the protein stability as well as the beer quality, especially foaming properties. Enzymatic N-glycosylation represents the most frequently studied post translational modification in plants because glycoproteins play a key role in various biological functions. Since glycoproteins are often present in a small amount, their enrichment from a complex mixture is required for their analysis. Lectin concanavalin A affinity chromatography was used for barley glycoproteins investigation. Moreover, the analysis of the carbohydrate part of glycoproteins was optimized. This doctoral thesis brings important information about barley proteins, their modifications and analysis that are useful for further studies.
|
|
Charakterizace proteomu Rhodosporidium toruloides pomocí LC-MS/MS
Bruštík, David ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Zdráhal, Zbyněk (vedoucí práce)
Charakterizace rozdílně regulovaných proteinů je zásadní pro identifikaci metabolických drah a jejich pochopení v souvislosti s tvorbou významných produktů vybraného kmene kvasinek. Tato diplomová práce je zaměřena na analýzu proteomu kvasinek Rhodosporidium toruloides kultivovaných za různých podmínek. V teoretické části je popsán metabolismus zmíněných kvasinek s charakteristikou významných metabolitů. Další část rešerše je zaměřena na proteomické přístupy a bottom-up proteomiku od přípravy vzorku až po stanovení hmotnostní spektrometrií. Experimentální část se zabývá kultivací kvasinek při různých C/N poměrech, dále izolací a stanovením proteinů využitím metody FASP zahrnující proteolytické štěpení trypsinem, LC-MS/MS analýzou a databázovým vyhledáváním.
|
|
Proteomic analysis of posttranslation modifications in breast cancer cell line profiles
Predná, Nikola ; Laštovičková,, Markéta (oponent) ; Strouhalová,, Dana (vedoucí práce)
Estrogen and progesterone receptors, as well as HER2 protein, are currently the most clinically useful metabolic markers in breast cancer. These markers allow for the determination of the type of tumor and its best treatment options. However, one of the most aggressive types of this disease, triple-negative breast cancer (TNBC), lacks these clinically established biomarkers. This means that hormone therapy or targeted drugs are not an option, leaving fewer treatment options to choose from. In order for new tailored drugs to be developed, the understanding of the molecular basis of the disease is crucial. Recently, many studies aim their search for biomarkers at the protein level using proteomics. Proteins, notably their post-translational modifications (PTM), are at the core of many cellular events and their uncovering may help in the understanding of breast cancer mechanisms.In order to discover the molecular features of TNBC, this study aims to compare proteomic data of untreated cancer cell lines with cells that underwent retinoid therapy. The focus will be on the PTMs, notably glycosylation and phosphorylation, of Vimentin and CD44, which were proposed as potential TNBC biomarkers in previous studies. Protein separation will be carried out using 1D and 2D gel electrophoresis or by SEC-HPLC. The samples will also be subdued to enzymatic cleavage before being identified using MALDI-TOF Mass Spectrometry. In the case of phosphoprotein selective capture, enrichment will be performed by affinity chromatography using TiO2 phosphopeptide enrichment tips (TopTip). Glycosylated proteins will be enriched using WGA lectin affinity based chromatography. Proteins with significant differences in PTMs between the treated and untreated cells will be evaluated using protein databases (MASCOT, STRING, and more). The data acquired from the study will eventually be used to propose potential biomarkers for TNBC.
|
|
Vývoj workflow pro kontrolu kvality hmotnostně-spektrometrických dat v prostředí KNIME
Schneiderová, Anna ; Zezula, Nikodém (oponent) ; Potěšil,, David (vedoucí práce)
Proteomický experiment s využitím kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie je velmi komplexní technika s celou řadou proměnných, které mohou ovlivnit kvalitu výstupních dat. Průběžná kontrola kvality výstupních dat a stavu používané instrumentace je proto klíčová pro získání kvalitních dat. Pro systematickou a automatizovanou kontrolu kvality dat bylo navrženo workflow, které bylo následně implementováno v prostředí KNIME. Workflow umožňuje získat a zaznamenat vybrané metriky pro kontrolu kvality, které je možné využít ke sledování variability v datech a zachytit počínající technické problémy systému.
|