|
|
Studium konformačního chování krátkých peptidových fragmentů metodami kvantové chemie
Kalvoda, Tadeáš ; Rulíšek, Lubomír (vedoucí práce) ; Vondrášek, Jiří (oponent)
Do jaké míry konformační preference ukrytá v základních stavebních blocích proteinů určuje jejich trojrozměrnou strukturu? Rozsáhlé kvantové-chemické výpočty spojené s moderními solvatačními metodami představují jedinečnou sadu nástrojů k objasnění klíčových faktorů biomolekulární struktury ab initio. Na modelových systémech představujících krátké peptidové fragmenty byl provedeno úplné konformační vzorkování (sampling). Získané výsledky ukazují, jak tyto konformační preference mohou spoluurčovat tvorbu prostorové struktury proteinů. Zároveň poskytují nesmírně cenná data pro nalezení optimálního algoritmu, který účinně dosáhne pokrytí (ideálně všech) nízkoenergetických konformerů delších a delších peptidových fragmentů. Klíčová slova: Konformační prostor, struktura proteinů, peptidy, solvatační metody, Ramachandranův diagram, DFT-D3 metody
|
|
|
Adaptive evolution of Toll-like receptors in birds
Velová, Hana ; Vinkler, Michal (vedoucí práce) ; Elleder, Daniel (oponent) ; Novák, Karel (oponent)
Adaptive evolution of Toll-like receptors in birds Hana Velová, PhD thesis 7 Abstrakt Toll-like receptory (TLR) patří mezi klíčové a evolučně staré součásti imunitního systému zvířat. Jakožto receptory vrozené imunity tvoří první obrannou linii proti nejrůznějším patogenům. Správné navázání ligandů receptorem je přitom zcela zásadní pro bezchybné rozpoznání patogenů a následné spuštění přiměřené imunitní reakce. Protože zde dochází k přímé interakci mezi povrchem daného receptoru a patogenními strukturami, můžeme předpokládat molekulární koevoluci mezi hostitelem a jeho patogeny. TLR jsou tudíž díky variabilitě svých ligandů vystaveny značnému selekčnímu tlaku, který může být detekován jak na genetické, tak i proteinové úrovni. I tak je ale míra variability, kterou jsme popsali u ptačích TLR, překvapivě vysoká. Dokonce vyšší, než se dalo očekávat z dříve publikovaných prací u ostatních obratlovců, především savců. Ve své doktorské práci shrnuji výsledky, kterými jsem přispěla k výzkumu TLR u ptáků. Jako první jsme například experimentálně ověřili absenci funkčního TLR5 u několika ptačích druhů, či duplikaci genu pro TLR7 u druhů jiných. Také jsme definitivně rozřešili původ genové duplikace v rodině TLR1 a TLR2. Důležitá část mého výzkumného projektu se týkala predikce potenciálně funkčně významných pozic u...
|
|
|
Komparativní strukturní analýza povrchových virulentních faktorů Borreliella spp. se zaměřením na konzervovanost topologie jejich povrchu
Zdrha, Alois ; Drbal, Karel (vedoucí práce) ; Nunvář, Jaroslav (oponent)
Gram-negativnı́ bakterie rodu Borreliella jsou původcem dnes rozšiřujı́cı́ho se one- mocněnı́ lymeské borreliózy. Jejich zařazenı́ mezi gram-negativnı́ bakterie je ale zavádějı́cı́, jelikož se od nich značně odlišujı́ svým komplexnı́m genomem, patogennı́mi adaptacemi na hostitele a složenı́m své povrchové membrány. Jeden druh borreliell může obsahovat vedle jednoho konzervovaného chromozomu až 23 variabilnı́ch plasmidů. I přesto borre- liellám scházı́ mnoho důležitých proteinů pro syntézu klı́čových sloučenin, a proto musı́ tyto sloučeniny zı́skávat od hostitele. Aby borreliella mohla využı́vat metabolické procesy hostitele ke své reprodukci, musı́ nejdřı́ve hostitele infikovat a následně i přežı́t jeho imunitnı́ obranu. K tomu jı́ sloužı́ virulentnı́ faktory, mezi které patřı́ zejména značně variabilnı́ povrchové lipoproteiny. Právě variabilita těchto lipoproteinů ztěžuje využitı́ povrchových epitopů při detekci a následně i přı́padné protilátkové terapii, protože většina dominantnı́ch antigennı́ch epitopů borreliell se nacházı́ ve variabilnı́ch částech zmı́něných lipoproteinů. K určenı́ vhodných cı́lů pro protilátky dnes můžeme využı́t algoritmy, které sta- novı́ evolučně konzervované epitopy na základě...
|
|
|
Application of chiroptical techniques for exploration of inhomogeneous systems
Jungwirth, Jakub ; Bouř, Petr (vedoucí práce) ; Burda, Jaroslav (oponent)
Diplomové Práce Jakub Jungwirth Porozumění molekulární struktuře molekul relevantních v biochemii zajímavé z funda- mentálního hlediska, jelikož v konečném důsledku tyto molekuly jsou určující pro všechny role živých organismů. Ramanova optická aktivita (ROA) je chiroptická spektroskopická technika s vysokou citlivostí k molekulární struktuře. V této závěrečné práci je prezentován úvod ke konceptům důležitým pro ROA a dva nezávislé projekty, jejichž cílem je rozšíření možností ROA a to jak z teoretického tak experimentálního hlediska. První projekt je konformační analýzou dialaninu, důležitého modelového peptidu. K simulaci spekter byl použit přístup kombinující kvantově mechanické metody a metody molekulové dynamiky. Výsledkem byla dříve nedosažená shoda výpočtu s experimentem. Metoda matematického rozkladu experimentálního spektra do spekter vypočtených pro jednotlivé konformery byla naprogramována a otestována. Jejím cílem je získání informací o rovnovážném zastoupení jednotlivých konformerů. Tento přístup se ukázal být slibným. Druhý projekt byl pokusem o provedení průkopnických ROA měření amyloidů, které je obtížné měřit kvůli jejich ne- homogenitě (nerozpustnost, dvojlom)....
|
|
|
Charakterizace proteinů dráhy 2'-5' oligoadenylátů pomocí vibrační spektroskopie
Víšová, Ivana ; Kopecký, Vladimír (vedoucí práce) ; Bednárová, Lucie (oponent)
Práce se zabývá strukturní charakterizací dvou významných proteinů dráhy 2'-5' oligoadenylátů, účastnících se imunitní odpovědi organismu na virovou infekci. Studována byla ankyrinová doména myší RNasy L, C-terminální část lidské fosfodiesterázy 12 a následně kompletní lidská fosfodiesteráza 12. Proteiny byly charakterizovány pomocí Ramanovy spektroskopie, infračervené spektroskopie, elektronového cirkulárního dichroismu, dynamického rozptylu světla a jako doplňková měření byla provedena kalorimetrie a gelová elektroforéza. Pro jednotlivé proteiny byla stanovena sekundární struktura, teplotní stabilita, velikost oligomerů a obecně byla provedena jejich základní charakterizace výše zmíněnými metodami.
|
|
|
Terapeutické využití alternativních vazebných proteinů cílící nádorové biomarkery v klinickém testování onkologických pacientů
Tauš, Petr ; Drbal, Karel (vedoucí práce) ; Lepšík, Martin (oponent)
Téměř až do konce minulého století byly protilátky (imunoglobuliny) považovány za jediné vazebné proteiny schopné specifické vazby. Objev hybridomové technologie v roce 1975 umožnil vytváření monoklonálních protilátek, které po dvaceti letech vstoupily do klinické praxe. V této době byly objeveny první neimunoglobulinové proteinové struktury vhodné pro vytvoření specifického vazebného místa. Do dnešní doby bylo popsáno mnoho odlišných struktur, ale pouze několik z nich je dále vyvíjeno jako diagnostika, terapeutika nebo jako nástroje ve výzkumu. Tyto struktury nejsou zatíženy nedostatky imunoglobulinů, jako je velikost, drahá výroba a obtížný racionální návrh, a proto mají potenciál nahradit a překonat současné využití protilátek. V této bakalářské práci jsou shrnuty veškeré struktury, které jsou ve vývoji a jsou popsány zástupci v klinickém testování v oblasti nádorových terapeutik v porovnání s některými schválenými imunoglobulinovými bioléčivy.
|
|
|
Analysis of substrate specificity and mechanism of GlpG, an intramembrane protease of the rhomboid family.
Peclinovská, Lucie ; Stříšovský, Kvido (vedoucí práce) ; Konvalinka, Jan (oponent)
Proteiny z rodiny rhomboidů jsou široce konservované v evoluci a obsahují dvě velké podskupiny, proteolyticky aktivní intramembránové proteasy serinového typu (rhomboidy) a rhomboidům podobné proteiny, které během evoluce ztratily proteolytickou aktivitu, ale zachovaly si schopnost vázat membránový helix jiných proteinů. Zástupci obou těchto skupin hrají významnou roli v celé řadě biologických procesů, jako například v buněčné signalizaci, v mechanismech podílejících se na kontrole kvality sbalení proteinů v endoplasmatickém retikulu, v mitochondriální dynamice a také v hojení ran. Ačkoliv medicinský potenciál proteinů z rodiny rhomobidů vzrůstá, pochopení strukturní podstaty jejich funkce pokulhává. Hlavním strukturním a mechanistickým modelem pro pro rodinu rhomboidů a vlastně pro intramembránové proteasy obecně se stal rhomboid GlpG z E.coli, který byl první intramembránovou proteasou jejíž rentgenová struktura byla vyřešena. Substráty GlpG jsou membránové proteiny s jedním transmembránovým helixem a ke štěpení dochází v jejich transmembránové části, ale mechanismus vazby substrátu na enzym ani podstata substrátové specifity nejsou plně pochopeny. Tato práce se zabývá charakterizací významu transmembránové domény substrátu pro jeho rozpoznání proteasou GlpG a využívá hlavně enzymové kinetiky a...
|
|
|
Studium mechanismu účinku metallakarboranových inhibitorů HIV proteasy
Svoboda, Michal ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
Krátce po identifikaci viru HIV jako původce onemocnění AIDS byla v genetické informaci viru objevena sekvence naznačující přítomnost aspartátové proteasy. Proteasa, která byla později u viru skutečně potvrzena, se posléze stala jedním z hlavních terapeutických cílů při boji proti onemocnění AIDS. Zavedení proteasových inhibitorů do antiretrovirové terapie vedlo k výraznému zkvalitnění a prodloužení života virem infikovaných pacientů. Virus, díky své genetické variabilitě, je však schopen se působení inhibitorů poměrně efektivně bránit tvorbou mutantních variant, jež jsou vůči inhibitorům resistentní. Existuje proto stálá potřeba nových inhibitorů, schopných efektivně blokovat i tyto resistentní varianty, a současně zpomalujících vznik nových resistentních variant. Cestou k takovým inhibitorům by mohlo být hledání sloučenin interagujících s enzymem jinde než v jeho aktivním místě, mechanismy nekompetitivní nebo akompetitivní inhibice. Skupinou látek, u nichž byla identifikována schopnost inhibovat HIV proteasu těmito netradičními mechanismy jsou metallakarborany, anorganické sloučeniny bóru, uhlíku, vodíku a iontu přechodného kovu. Pro další optimalizaci těchto inhibitorů je třeba strukturně a biofyzikálně charakterizovat jejich interakci s enzymem. Předkládaná práce je zaměřena na vývoj nástrojů...
|
|
|
Mechanism of action of non-peptide inhibitors of HIV protease
Began, Jakub ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Bořek Dohalská, Lucie (oponent)
Inhibice HIV-1 proteasy hraje významnou roli v boji proti viru HIV. Od roku 1995 bylo na trh uvedeno devět inhibitorů HIV-1 proteasy, avšak jejich účinnost klesá vinou vzniku rezistence viru vůči inhibitorům. Proto je potřeba vyvíjet účinnější léčiva s novými strukturními motivy a mechanismy účinku. V nedávné době byla u několika inhibitorů pozorována jejich vazba i mimo aktivní místo proteasy. Darunavir, jenž je posledním schváleným inhibitorem HIV-1 proteasy a vykazuje kompetitivní typ inhibice, se pravděpodobně také váže do oblasti chlopní HIV-1 proteasy. Dvě studie podporující tento alternativní způsob vazby byly založeny na kinetických měřeních a rentgenové krystalografii. Je však otázkou, zda-li dochází k této vazbě i za fyziologických podmínek anebo zda-li se jedná pouze o krystalizační artefakt. I další data podporují alternativní vazbu darunaviru s vysoce mutovanou HIV-1 proteasou: pomocí termodynamické analýzy bylo prokázano, že na dimerní HIV-1 proteasu se váží dvě molekuly darunaviru. Nicméně toto pozorování nebylo potvrzeno rentgenovou krystalografií, neboť darunavir byl v krystalové struktuře přítomen pouze v aktivním místě HIV-1 proteasy. Tato vysoce mutovaná varianta HIV-1 proteasy se proto stala předmětem dalšího zkoumání. Pro studium mechanismu vazby darunaviru na mutovanou...
|
|
|
Predikce proteinových domén
Valenta, Martin ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Burgetová, Ivana (vedoucí práce)
Práce představuje oblast proteinů a jejich domén. Stručně popisuje metody získání proteinové struktury na různých úrovních hierarchie. Pozornost je dále věnována existujícím nástrojům pro predikci proteinových domén a databázím sdružujícím informace o doménách. Dále jsou představeni vybraní zástupci metod predikce pracující jak s informacemi o vnitřní struktuře molekuly, tak se sekvencí aminokyselin. V příslušné kapitole je nastíněn realizovaný postup predikce hranic domén z primární struktury proteinu, využívající neuronovou síť. Zbývající část práce se zabývá testováním vytvořené implementace metodou křížové validace a možnostmi jejího dalšího rozvoje.
|
host ::
RSS.