|
|
Role iontů železa v metabolismu améby Naegleria gruberi
Ženíšková, Kateřina ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Železo je biogenní stopový prvek, jehož dostupnost je pro organismy životně důležitá. V biologických systémech se vyskytuje železo ve formě iontů Fe2+ a Fe3+ , které jsou většinou inkorporovány do struktury hemu nebo železo-sirných center. Proteiny obsahující železo mají v organismu širokou škálu působnosti, od přenosu elektronů v dýchacím řetězci (Rieskeho proteiny, cytochromy), přes podílení se na syntéze DNA (ribonukleotidreduktasy), až po účast v Krebsově cyklu (akonitasa a sukcinátdehydrogenasa). Naegleria gruberi je volně žijící améba, známá pro svou příbuznost s patogenní amébou Naegleria fowleri, způsobující primární améboidní meningoencefalitidu. Zajímavé je, že v jejím genomu jsou obsaženy geny pro aerobní i anaerobní metabolismus. V rámci této bakalářské práce byl zkoumán vliv dostupnosti iontů železa na metabolismus buněk Naegleria gruberi. Byly studovány změny aktivit enzymů vyskytujících se v různých metabolických drahách, a to u alkoholdehydrogenasy, glukokinasy, laktátdehydrogenasy, izocitrátdehydrogenasy, Fe-hydrogenasy, akonitasy a fumarasy. V závislosti na dostupnosti iontů železa byly zaznamenány největší změny u aktivit alkoholdehydrogenasy a hydrogenasy. Klíčová slova: železo, hem, železo-sirná centra, dostupnost iontů železa, Naegleria gruberi, metabolismus
|
|
|
Příprava a základní charakterizace eukaryotického iniciačního faktoru 2α a jeho hemem regulované kinasy
Ovad, Tomáš ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Stráňava, Martin (oponent)
Hemové senzorové proteiny se podílejí na řadě významných funkcí v prokaryotických i eukaryotických organismech. Příkladem eukaryotického hemového senzorového proteinu je hemem regulovaný inhibitor (HRI), který katalyzuje fosforylaci α-podjednotky eukaryotického iniciačního faktoru 2 (eIF2α). V rámci této bakalářské práce byl nejprve amplifikován plasmid pET-21c(+)/eIF2α a jeho vhodnost pro expresi proteinu eIF2α byla ověřena pomocí dvou nezávislých metod. Následně byly připraveny proteiny HRI a eIF2α rekombinantní expresí v buňkách E. coli BL-21(DE3) transformovaných plasmidem pET-21c(+)/eIF2α, resp. HRI. Oba proteiny byly z buněčných preparátů izolovány a purifikovány pomocí afinitní a gelové permeační chromatografie. Protein eIF2α byl získán v dostatečně vysokém výtěžku (560 μg z 1 l TB média) i čistotě (90 %). Nižšího výtěžku (25 μg z 1 l TB média) i čistoty (20 %) bylo dosaženo v případě proteinu HRI, autenticita získaného preparátu byla nicméně potvrzena spektrofotometrickou charakterizací a ověřením jeho enzymové aktivity. V rámci pilotních experimentů bylo dálo zjištěno, že GTP může nahradit ATP při fosforylaci eIF2α, zatímco UTP a CTP nikoli.
|
|
|
Hemové senzorové proteiny detekující hem a zároveň CO
Andrlová, Dominika ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Libus, Jiří (oponent)
Hem, komplex protoporfyrinu IX s iontem železa, je důležitou součástí mnoha proteinů, které jej využívají pro přenos, uskladnění a aktivaci kyslíku nebo pro přenos elektronů. Jinou skupinu hemových proteinů tvoří hemové senzorové proteiny. Ty jsou buď schopné detekovat hem, který svou interakcí přímo reguluje funkci proteinu (senzory hemu) a/nebo hem tvoří vazebné místo pro malé plynné molekuly (O2, CO a NO) a teprve tyto molekuly řídí funkci daných senzorů (senzory plynů). V případě některých konkrétních proteinů se však ukazuje, že je můžeme současně zařadit do obou těchto podskupin, neboť je jejich funkce regulována navázáním samotného hemu, a zároveň dochází k dalšímu pozměnění funkce po navázání molekuly plynu na hem. Tato souhrnná rešerše je zaměřená na konkrétní zástupce hemových senzorových proteinů (jejichž funkce je regulována navázáním hemu), v jejichž případě byl v poslední době zaznamenán vliv molekuly CO na jejich funkci. V práci jsou shrnuty nejdůležitější objevené poznatky o těchto hemoproteinech a na jejich příkladu je diskutováno, zda se v případě některých senzorů hemu jedná zároveň i o hemové senzory plynu detekující CO. Klíčová slova: hem, hemové senzorové proteiny, hemové senzory plynu, CO senzory, senzory hemu, hemové redoxní senzory
|
|
|
Studium struktury a funkce modelových hemových proteinů
Lengálová, Alžběta ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Hudeček, Jiří (oponent) ; Muchová, Lucie (oponent)
Hem je jedním z nejdůležitějších a nejlépe prostudovaných kofaktorů potřebných pro správné fungování mnoha proteinů. Proteiny obsahující hem tvoří obrovskou skupinu biologicky významných molekul, které se účastní mnoha fyziologických procesů. Předkládaná disertační práce se věnuje dvěma skupinám hemových senzorových proteinů, a to prokaryotickým hemovým senzorům plynných molekul a eukaryotickým senzorům detekujících hem. Hemové senzory, které detekují plynné molekuly, hrají důležitou roli v regulaci mnoha bakteriálních procesů a jsou obvykle tvořeny dvěma doménami, doménou senzorovou a doménou funkční. Disertační práce se zaměřuje na studium dvou zástupců ze skupiny bakteriálních senzorů detekujících plyny, histidinkinasy AfGcHK a diguanylátcyklasy YddV. Hlavním cílem práce bylo objasnit mechanismus mezidoménového přenosu signálu u těchto dvou modelových hemových senzorů. Za pomoci rentgenové krystalografie a metody vodík-deuteriové výměny v kombinaci s hmotnostní spektrometrií byly odhaleny významné rozdíly ve struktuře proteinu AfGcHK při přechodu z jeho aktivní na neaktivní formu. Příjem určitého signálu senzorovou doménou AfGcHK ovlivní strukturní vlastnosti proteinu, a tyto konformační změny mají pak nepřímo vliv na enzymovou aktivitu domény funkční. Disertační práce se dále detailněji věnuje...
|
|
| |
|
| |
|
|
Biochemická charakterizace modelového zástupce hemových senzorových proteinů
Tajovská, Eva ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Jeřábek, Petr (oponent)
Hemoproteiny plní v živém organismu mnoho důležitých rolí. Jednou takovou úlohou je senzorová funkce. Senzorové proteiny, které detekují hem, jsou schopny rozpoznat měnící se koncentraci hemu v daném organismu. Jako signální molekula v případě těchto proteinů slouží samotný hem. Senzorové proteiny, které detekují změny v koncentraci plynů, využívají jako signální molekulu právě biatomickou molekulu plynu. K zahájení přenosu signálu v případě těchto senzorových proteinů dochází po navázání molekuly plynu na molekulu hemu, která je pevně navázána k senzorové doméně proteinu. Oba typy signalizace regulují řadu fyziologických procesů prokaryotických i eukaryotických organismů. V teoretické části této bakalářské práce je uveden souhrn dosavadních poznatků vědeckých studií, které se zabývají hemovými senzorovými proteiny. Experimentální část této práce se zabývá vlastnostmi konkrétního modelového senzorového hemoproteinu. Jedná se o hemoprotein EcDOS, který detekuje kyslík. Dále se tato práce věnuje zkrácené formě tohoto proteinu, izolované senzorové doméně s PAS strukturou (EcDOS-PAS). Úkolem experimentální části této práce bylo oba zmíněné proteiny exprimovat a izolovat z buněk E. coli BL-21 (DE3). Nakonec byly proteiny EcDOS i EcDOS-PAS předběžně charakterizovány a byly porovnány jejich vlastnosti....
|
|
|
Study of mechanism of signal transduction in case of two model heme-containing sensor proteins
Mihalčin, Peter ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Kavan, Daniel (oponent)
Hemové senzorové proteíny, ktoré detekujú plynné molekuly tvoria skupinu proteínov prítomných v signálnych dráhach baktérií. Precízna regulácia fyziologických funkcií ako medzibunková komunikácia či produkcia biofilmu je zásadná pre prežitie baktérií a ich adaptáciu na okolité podmienky. Hemové senzorové proteíny detekujú koncentráciu plynných molekúl v okolitom prostredí senzorovou doménou (ktorá obsahuje molekulu hemu ako vlastné detekčné miesto) a prenášajú signál na funkčnú doménu, ktorá pomáha riadiť adaptáciu fyziologických procesov. Tieto procesy často patogénneho prejavu prispievajú k rozšírenej rezistencií baktérii voči antibiotikám. Hemové senzorové proteíny sa javia ako nový terapeutický objekt v antimikrobiálnej liečbe. Za účelom realizácie tohto typu terapie je najskôr nutné pochopiť presný mechanizmus intramolekulárneho prenosu signálu hemovými senzorovými proteínmi. Jeden z prístupov ako odhaliť tieto mechanizmy je štúdium modelových signálnych proteínov. Táto diplomová práca je zameraná na výskum prenosu signálu dvoma modelovými hemoproteínmi s globínovou štruktúrou senzorovej domény, ktoré detekujú kyslík.
|
|
|
Charakterizace vybraných vlastností modelových zástupců hemových senzorových proteinů
Fojtík, Lukáš ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Svášková, Dagmar (oponent)
Hemové senzorové proteiny představují čtvrtou skupinu hemoproteinů. V této skupině hemoproteinů slouží hem jako signální molekula. Disociace a asociace hemu u proteinů detekujících hem má vliv na regulaci fyziologických procesů např. regulace enzymové aktivity nebo genové exprese. V předkládané bakalářské práci jsou shrnuty dosavadní poznatky o vybraných zástupcích hlavně ze skupiny eukaryotických hemových senzorových proteinů publikované v odborných časopisech. V experimentální části této bakalářské práce jsme se zaměřili na přípravu rekombinantního proteinu, inhibitoru regulovaného hemem (HRI) a jeho proteinového substrátu, alfa podjednotky eukaryotického translačního iniciačního faktoru 2 (eIF2α). Nejprve byly připraveny, posléze amplifikovány a následně izolovány plasmidy nesoucí buď gen pro HRI nebo pro eIF2α. Následně byly dané proteiny připraveny heterologní expresí v bakteriálních buňkách E. coli BL-21(DE3) a celý proces zakončila jejich purifikace. Získali jsme finální preparát HRI o koncentraci 7,7 µM a celkovém objemu 400 µl a 60% homogenitě a finální preparát eIF2α o koncentraci 51,3 µM a celkovém objemu 400 µl a 80% homogenitě. Pilotní charakterizace obou získaných preparátů s ohledem na jejich teplotní stabilitu, přinesla důležité informace nezbytné pro správné uchovávání proteinů...
|
|
|
Evolution of the Heme Biosynthetic Pathway in Eukaryotic Phototrophs
CIHLÁŘ, Jaromír
This thesis is devoted to the evolution of the heme biosynthetic pathway in eukaryotic phototrophs with particular emphasis on algae possessing secondary and tertiary red and green derived plastids. Based on molecular biology and bioinformatics approaches it explores the diversity and similarities in heme biosynthesis among different algae. The core study of this thesis describes the heme biosynthesis in Bigelowiella natans and Guillardia theta, algae containing a remnant endosymbiont nucleus within their plastids, in dinoflagellates containing tertiary endosymbionts derived from diatoms called dinotoms, and in Lepidodinium chlorophorum, a dinoflagellate containing a secondary green plastid. The thesis further focusses on new insights in the heme biosynthetic pathway and general origin of the genes in chromerids the group of free-living algae closely related to apicomplexan parasites.
|
host ::
RSS.