|
Proteomics of biological fluids
Jarkovská, Karla ; Kovářová, Hana (advisor) ; Petrák, Jiří (referee) ; Ulčová-Gallová, Zdeňka (referee)
Reproductive diseases, mainly those resulting in the infertility affect the chances of human being to reproduce. On the contrary, the heart disease, cancer and degenerative diseases currently account for majority of deaths in the world. Usually, these lifestyle diseases need longer lifespan to become the cause of death. The proteins secreted by cells carry important information about the cell's well-being, as well as about the condition of the tissues formed by these cells. Once secreted, these proteins may also be transferred throughout the body by means of body fluids, many of which are easily accessible for further 'in-depth' studies. Cellular and secreted proteins are often a focus of studies using proteomic means and the revelation of protein alterations can lead us to new ideas about the molecular mechanisms of diseases as well as possible identification of proteins that may be used as new targets for pharmaceutical intervention or molecules that could be used for diagnostic or prognostic purposes. Taking into consideration the above aspects, this research was undertaken to find proteins that could: (a) characterise the human follicular fluid as microenvironment of the maturing oocyte, to increase understanding of reproductive processes to improve the techniques of assisted repro- duction;...
|
|
Linking Proteomes to Phenotypic Traits
Jelínek, Tomáš ; Stopka, Pavel (advisor) ; Vrbacký, Marek (referee)
Proteins, as the main functional molecules of the cell, play a critical role in shaping phenotypic traits. This thesis investigates the application of proteomics data, obtained via LC-MS/MS, to understand the link be- tween protein expression and resulting phenotypes. Various bioinformatic approaches are discussed, including data preprocessing, normalization tech- niques, and missing value imputation methods, to ensure the reliability and accuracy of downstream analyses. Furthermore, this work describes how one can gain insights into phenotypic traits across species or medical conditions by employing differential expression analysis, evolutionary modeling using the Ornstein-Uhlenbeck process, and machine learning algorithms.
|
|
Investigation of the role of the KEAP1-NRF2 antioxidant pathway in the therapy of secondary acute myeloid leukaemia
Myšáková, Michaela ; Pimková, Kristýna (advisor) ; Suttnar, Jiří (referee)
The development of therapy resistance is a long-standing problem in treating cancer, particularly in the treatment of myelodysplastic syndrome (MDS) and acute myeloid leukaemia (AML), where the hypomethylating agent 5-azacytidine (AZA) is the first choice of treatment. To enhance therapeutic efficacy, AZA is often combined with other agents such as pevonedistat (Pevo), a NEDDylation inhibitor targeting the ubiquitin-proteasome system. While initial results showed a synergistic effect of the AZA and Pevo combination in treating MDS and AML, dual resistance has been described, underlining the importance of understanding the mechanisms behind the resistance development. Our previous data demonstrated an essential role of redox homeostasis and antioxidant system represented by Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) in AZA resistance. The Kelch-like ECH-associated protein 1 (KEAP1)-NRF2 pathway is the master regulator of antioxidative defence in cells crucial for maintaining redox balance. However, hyperactivation of NRF2 has been implicated in therapy resistance and cancer progression. We hypothesised that NRF2 is crucial in MDS/AML therapy resistance, particularly in resistance to combined AZA and Pevo therapy. We worked with cells sensitive and resistant to AZA and Pevo and monitored...
|
|
Proteomic identification of nuts in festive cookies
Kadeřábková, Lucie ; Kučková, Štěpánka (advisor) ; Kolář, Karel (referee)
This diploma thesis is devoted to the proteomic identification of selected nuts in festive cookies. Two types of mass spectrometry were used for the nut identification; their outcomes allow for comparison and completeness of the data. The theoretical part provides a comprehensive overview of the nutritional values of nuts and the issues of food fraud and authenticity. It concludes with a didactic view and potential applications in chemistry lessons and other school subjects. The experimental part analysed eleven different nuts, submitted to high temperatures, which simulated baking and seven different types of festive cookies (six mass-produced cookies and one type of cookie with priorly unknown content of nuts). Mass spectrometry MALDI-TOF was used with subsequent evaluation using relational database system PostgreSQL to obtain characteristic m/z values for each of the eleven heat-subjected nuts. These values were then compared to the m/z values of the festive cookies to identify declared nuts and nuts used in the "unknown" sample. This identification was proved with various success rates in four of six mass-produced samples. The success rate was derived from the number of unique m/z values found in each of the nuts. The "unknown" sample was correctly identified based on the presence of one third...
|
| |
|
Barley Proteomic Studies Related to Beer Production
Benkovská, Dagmar ; Márová, Ivana (referee) ; Ehrenbergerová, Jaroslava (referee) ; Zdráhal, Zbyněk (referee) ; Bobáľová, Janette (advisor)
Tato práce se zabývá proteomickými studiemi ječmene v souvislosti s výrobou piva. Ječmen patří mezi nejvýznamnější plodiny na světě a je využíván hlavně pro sladovnické účely, nejčastěji pro pivovarnictví. Studium proteinů ječmene během sladování a výroby piva poskytuje informace o změnách v proteinovém složení nebo jejich posttranslačních modifikacích. Jelikož jsou proteiny v ječmeni a jejich změny zásadní pro kvalitu sladu a piva, proteomické studie ječmene mají potenciál pro zlepšení procesu sladování a pivovarnictví. Hlavním cílem této práce je studium ve vodě rozpustných proteinů ječmene a jejich změn, ke kterým dochází během sladování a výroby piva. Rozdíly v proteinovém složení byly sledovány pomocí gelové elektroforézy, kapalinové chromatografie na reverzní fázi, gelové chromatografie a MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie. Během sladování se vlivem klíčení zrna zvyšuje množství některých proteinů a také jsou tvořeny nové proteiny. V průběhu vaření piva se naopak v důsledku vysoké teploty a enzymatické aktivity proteáz mnoho proteinů rozkládá. Těmto drsným podmínkám odolají jen některé proteiny, které přechází až do piva a mohou ovlivnit jeho kvalitu. Dále byly zkoumány různé odrůdy ječmene a jejich rozdíly. Byly porovnány odrůdy povolené pro výrobu certifikovaného Českého piva s jednou osvědčenou sladovnickou odrůdou a jednou nesladovnickou odrůdou ječmene. Kromě toho byly studovány v alkoholu rozpustné proteiny ječmene a jejich změny v průběhu sladování. Zvláštní pozornost byla věnována vybrané skupině posttranslačních modifikací proteinů: glykosylacím. Neenzymaticky glykosylované proteiny ječmene (neboli glykované proteiny) jsou tvořeny v průběhu sladování kvůli přítomnosti velkého množství glukózy uvolněné z rozkladu škrobu. Glykované proteiny ovlivňují stabilitu proteinů a kvalitu piva, obzvlášť pěnotvorný účinek. Enzymatické N-glykosylace představují nejčastěji studované posttranslační modifikace u rostlin, protože glykoproteiny hrají klíčovou roli v různých biologických funkcích. Glykoproteiny jsou často přítomny v malém množství, a proto je pro jejich analýzu potřebné obohacení glykoproteinů z komplexní směsi. Pro studium glykoproteinů byla využita afinitní chromatografie s lektinem concanavalin A. Kromě toho byla také optimalizována analýza sacharidové části glykoproteinů. Tato disertační práce přináší důležité informace o proteinech ječmene, jejich změnách a analýze, které budou užitečné pro další studium.
|
|
Characterization of Rhodosporidium toruloides proteome using LC-MS/MS
Bruštík, David ; Szotkowski, Martin (referee) ; Zdráhal, Zbyněk (advisor)
Characterization of differentially regulated proteins is crucial for the identification of metabolic pathways and their understanding in connection with the creation of important products of a selected strain of yeast. This diploma thesis focuses on the proteome analysis of the Rhodosporidium toruloides cultivated under different conditions. The metabolism of these yeasts with the characteristics of important metabolites is described in the theoretical part. The next part of the thesis is focused on proteomic approaches and bottom-up proteomics from the sample preparation to mass spectrometry analysis. The experimental part deals with the cultivation of yeast at different C/N ratios, next the isolation and determination of proteins using the FASP method, which includes proteolytic cleavage by trypsin, LC-MS/MS analysis and the database search.
|
|
Proteomic analysis of posttranslation modifications in breast cancer cell line profiles
Predná, Nikola ; Laštovičková,, Markéta (referee) ; Strouhalová,, Dana (advisor)
Estrogenové a progesteronové receptory, stejně jako HER2 protein, jsou v současnosti klinicky nejužitečnějšími metabolickými markery u karcinomu prsu. Tyto markery umožňují určit typ nádoru a nejlepší možnosti jeho léčby. Jeden z nejagresivnějších typů tohoto onemocnění, triple-negative breast cancer (TNBC), však tyto klinicky stanovené biomarkery postrádá. To znamená, že hormonální terapie nebo cílené léky nepřicházejí v úvahu, takže je na výběr méně možností léčby. Aby bylo možné vyvinout nové léky na míru, je zásadní pochopení molekulárního základu onemocnění. V poslední době se mnoho studií zaměřuje na hledání biomarkerů na úrovni proteinů pomocí proteomiky. Proteiny, zejména jejich post-translační modifikace (PTM), jsou jádrem mnoha buněčných událostí a jejich odhalení může pomoci při pochopení mechanismů rakoviny prsu. Pro objevení molekulárních rysů TNBC, je cílem této studie porovnat proteomická data neléčených rakovinných buněčných linií s buňkami, které podstoupily retinoidní terapii. Důraz bude kladen na PTM, zejména glykosylaci a fosforylaci, Vimentinu a CD44, které byly navrženy jako potenciální biomarkery TNBC v předchozích studiích. Proteinová separace bude provedena pomocí 1D a 2D gelové elektroforézy nebo pomocí SEC-HPLC. Vzorky budou také podrobeny enzymatickému štěpení před identifikací pomocí MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie. V případě fosfoproteinového selektivního záchytu bude obohacení provedeno afinitní chromatografií s použitím hrotů pro obohacení fosfopeptidu TiO2 (TopTip). Glykosylované proteiny budou obohaceny pomocí WGA lektinové afinitní chromatografie. Proteiny s významnými rozdíly v PTM mezi ošetřenými a neošetřenými buňkami budou blíže hodnoceny pomocí proteinových databází (MASCOT, STRING a další). Data získaná ze studie budou případně použita k navržení potenciálních biomarkerů pro TNBC.
|
|
Development of workflow for quality control of mass spectrometry data in KNIME environment
Schneiderová, Anna ; Zezula, Nikodém (referee) ; Potěšil,, David (advisor)
Proteomic experiment using liquid chromatography and mass spectrometry is a complex technique with multiple variables that can affect the quality of output data. Data quality control and instrument status monitoring are therefore essential for high quality data acquisition. Designed workflow, implemented within the KNIME environment, allows systematic and automatic data quality control. The workflow allows to obtain and record selected quality control metrics which could be used to ascertain data variability and prevent technical problems.
|
|
Development of components for processing and visualization of proteomic data in KNIME environment
Schneiderová, Anna ; Tauš, Petr (referee) ; Mgr. David Potěšil, Ph.D (advisor)
Proteomics investigates the structure and function of proteins. The proteomic data processing involves several sequential steps, from data transformation and normalization to statistical data evaluation. An integral part of processing proteomic data is also their visualization, which is key for example in the control of input data quality and assessment of statistical evaluation outputs. In the Zbyněk Zdráhal Research Group, a software container is used with KNIME application for reproducible processing of proteomic data. As a part of the bachelor’s thesis, a request survey for new components for KNIME application was carried out. An interactive Volcano plot was chosen for implementation from the proposed components. Python programming language using Dash library was used for implementation. The application can be run independently or as a component of the KNIME environment for working with data from KNIME workflows. The interactive Volcano plot application makes it easy to identify and filter proteomic data.
|