|
|
Protease Inhibitors as a Research Tool: Design, Synthesis and Evaluation of HIV PR and GCPII Inhibitors
Schimer, Jiří
Hlavním cílem teto práce je příprava inhibitorů jako nástroje pro studium a potenciální zásah do procesů regulovaných proteasami. V této práci jsem se zaměřil na dvě významné proteasy: HIV protreasu (HIV PR), která hraje nepostradatelnou roli během dozrávaní virových částic, a glutamátkarboxypeptidasu II (GCPII), důležitý marker rakoviny nádorů prostaty. Racionální návrh inhibitorů medicínsky významných enzymů slouží hned dvěma účelům: za prvé, jak se ukázalo, jsou inhibitory účinnými virostatiky (HIV proteasa je pravděpodobně vůbec nejlepším příkladem úspěšného vývoje léčiv pomocí racionálního návrhu) a za druhé, - v kontextu této disertační práce pravděpodobně i důležitěji - inhibitory mohou sloužit též jako nástroje pro rozšifrování základních biologických otázek týkajících se regulace, načasování a časoprostorové kontroly takových zásadních procesů, jako je maturace virových částic či vznik rakovinových buněk. Proteasa viru lidské imunitní nedostatečnosti Virus lidské imunitní nedostatečnosti (HIV) způsobující AIDS zabil v průběhu posledních čtyř desetiletí vice než 40 milionů lidí, z čehož 1,5 milionu zemřelo jen v minulém roce. Nakažených pacientů je v současné chvíli více než 35 milionů a toto číslo se stále zvyšuje, zejména v méně rozvinutých zemích sub-saharské Afriky. Především kvůli...
|
|
|
Příprava a charakterizace nových proteinových sekvencí (never-born proteins)
Šimonová, Johana ; Hlouchová, Klára (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem náhodných polypeptidových sekvencí a výskytem sekundárních struktur v náhodném sekvenčním prostoru. Sekvence k experimentální charakterizaci byly vybrány z in silico knihovny obsahující 104 sekvencí na základě predikcí sekundárních struktur, rozpustnosti a proteinové neuspořádanosti anebo zcela náhodným výběrem. V předkládané práci je charakterizováno 8 bílkovin ze skupiny zcela náhodného výběru sekvencí výše popsané knihovny. Nejprve je charakterizována exprese a rozpustnost těchto bílkovin. Práce se dále zaměřuje na jeden vybraný protein, u kterého byla provedena optimalizace podmínek exprese, purifikace a následná podrobnější biofyzikální charakterizace. Klíčová slova: evoluce bílkovin, struktura bílkovin, náhodné sekvence
|
|
|
Komplementační peptid LacZ-alfa jako nástroj pro studium molekulární evoluce
Ptáčková, Barbora ; Hlouchová, Klára (vedoucí práce) ; Vaněk, Ondřej (oponent)
Proteiny jsou stavební a funkční podstatou všech živých organismů. Ačkoliv o jejich strukturních a funkčních vlastnostech dnes víme poměrně mnoho, jejich evoluce je pro nás stále nejasná. V současné době převažuje názor, že prvotní genetický kód obsahoval menší počet aminokyselin a postupem evoluce k němu byly přiřazovány aminokyseliny evolučně novější. Obecně uznávané teorie a studie předpokládají dva zdroje raných aminokyselin (exogenní a endogenní). Z rozsáhlého repertoáru prebioticky dostupných aminokyselin je v současnosti jen 10 geneticky kódovaných, tedy proteinogenních. Zbylých 10 proteinogenních (tedy evolučně novějších) aminokyselin zřejmě vzniklo až v důsledku evoluce biosyntetických drah. Otázkou zůstává, je-li raná polovina současných proteinogenních aminokyselin dostačující pro tvorbu strukturovaných a funkčních proteinů, které mohly dát vznik prvotnímu metabolismu. A je v současném světě možné nahradit evolučně novější aminokyseliny těmi ranými za současného udržení strukturně-funkční integrity? Právě tyto otázky tvoří základ předkládané práce. Cílem této práce bylo připravit metodiku pro mutagenezi zkráceného LacZ-alfa peptidu za účelem pozdějšího studia randomizace evolučně novějších aminokyselin za rané. Jako modelový protein byl vybrán LacZ-alfa peptid, který je v molekulární...
|
|
|
Struktura a interakce lidského regulačního proteinu 14-3-3: fotoafinitní značení in vitro a hmotnostní spektrometrie.
Mazurová, Martina ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Kavan, Daniel (oponent)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium interakcí proteinu 14-3-3ζ, který patří mezi regulační proteiny vyskytující se ve všech eukaryotických buňkách. Význačným rysem proteinu 14-3-3 je jeho schopnost vázat řadu strukturně s funkčně odlišných proteinových ligandů. Tato vazba je většinou realizována prostřednictvím fosforylovaných serinových a threoninových motivů. Cílem této práce je příprava dostatečného množství proteinu 14-3-3ζ s inkorporovaným fotoaktivovatelným analogem methioninu (foto-Met, L-2-amino-5,5-azihexanová kyselina). Byly testovány čtyři různé podmínky rekombinantní exprese v auxotrofním kmeni E. coli B834 (DE3) pro získání proteinu s maximální inkorporací fotoaktivovatelného analogu methioninu do sekvence rekombinantního proteinu. Dalším cílem je studium míry zapojení methioninů 121, 160 a 218 ve vazebném žlábku proteinu 14-3-3ζ a případné nalezení kovalentní vazby s fosforylovaným nebo nefosforylovaným peptidem 251-266 Raf-1 kinázy (fosforylace na Ser259). Pro síťování byla použita metoda světlem iniciované reakce (fotolýza), po které z foto-Met vzniká reaktivní biradikál schopný tvorby nové kovalentní vazby s aminokyselinovými zbytky v blízkém okolí (do 5Å). Nakonec byly analyzovány produkty síťovacích reakcí pomocí MALDI-TOF MS, LC-MS a LC-MS/MS. Zvolenými postupy a...
|
|
|
Optimalizace exprese fotoafinitních proteinových nanosond lidských strukturních proteinů zubní skloviny
Štrohalmová, Jana ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Kubíčková, Božena (oponent)
Zubní sklovina (enamel) je nejtvrdší tkáň těla obratlovců. Je tvořena evolučně vysoce konzervovaným biomineralizačním procesem, který je řízen proteiny mezibuněčné hmoty (extracelulární matrix). Amelogenin (AMEL) a ameloblastin (AMBN) jsou hlavními proteiny a zároveň klíčovými prvky pro správnou tvorbu zubní skloviny. Současně slouží jako molekuly buněčné adheze, které regulují proliferaci a diferenciaci ameloblastů (buněk podílejících se na tvorbě zubní skloviny). Protože AMBN i AMEL patří do rodiny vnitřně neuspořádaných proteinů (IDP, z angl. intrinsically disordered protein), je velice složité najít metodiku umožňující studovat jejich strukturu a molekulární mechanismus působení. Tato bakalářská práce se zabývá optimalizací přípravy fotoaktivovatelných proteinových "nanosond" studovaného ameloblastinu a amelogeninu pomocí rekombinantní exprese v E. coli s inkorporovaným fotoaktivovatelným analogem aminokyseliny (methionin, leucin). Takto připravené proteinové "nanosondy" budou sloužit ke studiu protein-proteinových interakcí v roztoku a k objasnění strukturně funkčních vztahů lidských proteinů zubního enamelu (ameloblastin a amelogenin). Klíčová slova: Zubní sklovina Ameloblastin Amelogenin Fotoaktivovatelné proteinové "nanosondy" Hmotnostní spektrometrie
|
|
|
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.
|
|
|
Příprava DNA-vazebné domény Forkhead transkripčního faktoru FOXO3
Dolejš, Vojtěch ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Ptáček, Jakub (oponent)
Tato bakalářská práce je součástí projektu, jehož cílem je vývoj nízkomolekulárních látek schopných inhibovat interakci lidského transkripčního faktoru FOXO3 s DNA. Hlavním cílem této bakalářské práce je příprava 15 N značené DNA-vazebné domény proteinu FOXO3 (FOXO3-DBD) a ověření její nativní struktury pomocí 1 H-15 N HSQC NMR experimentu. Transkripční faktory FOXO jsou důležité a evolučně konzervované regulační proteiny, které se účastní mnoha důležitých buněčných dějů. Aktivita FOXO proteinů je regulována posttranslačními úpravami, z nichž nejdůležitější jsou fosforylace, acetylace a ubikvitinace. Forkhead transkripční faktory zastávají značný počet různých buněčných funkcí, ovšem jejich exprese může probíhat pouze v některých typech tkání. Obsahují asi 100 aminokyselin dlouhou DNA-vazebnou doménu složenou z několika částí. Mezi jejich funkce patří regulace buněčného cyklu a apoptózy, proliferace a diferenciace buněk, kontrola metabolismu a regulace protistresové odpovědi. U některých typů nádorových buněk je resistence vůči chemoterapii zprostředkována právě vysokou aktivitou transkripčního faktoru FOXO3. Z tohoto důvodu je nutné hledat způsoby, jak cíleně potlačit funkci tohoto proteinu. Klíčová slova FOXO3, exprese, purifikace, NMR
|
|
|
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...
|
|
|
Struktura a interakce lidského regulačního proteinu 14-3-3 pomocí in vitro fotoafinitního značení s využitím proteinových nano-sond a hmotnostní spektrometrie
Mazurová, Martina ; Šulc, Miroslav (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
Tato bakalářská práce je zaměřená na studium struktury a mechanismu lidského proteinu 14-3-3, který patří mezi významné regulační proteiny vyskytující se ve všech eukaryotických buňkách. V dnešní době je u savců známo 7 isoforem tohoto proteinu a přestože jejich krystalová struktura vykazuje vysokou podobnost, můžeme pozorovat několik změn. Cílem této práce je příprava experimentálního nástroje, který umožní ověřit, zda jsou tyto rozdíly v krystalové struktuře isoformy ζ přítomné i v roztocích proteinů a současně zda ovlivňují strukturně funkční mechanismus této isoformy. Optimalizace exprese rekombinantního proteinu 14-3-3zeta s inkorporovaným fotoaktivovatelným analogem leucinu v sekvenci proteinu byla provedena v limitním médiu s prokaryotním expresním systémem E. coli BL-21 DE3 Gold, nebo auxotrofním systémem E. coli K-12 bez funkční biosynthesy leucinu.
|
|
|
Characterization of protein structures using chemical cross-linking and mass spectrometry.
Kukačka, Zdeněk ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Rozbeský, Daniel (oponent) ; Hernychová, Lenka (oponent)
Některé bílkoviny k plnění své funkce vyžadují přítomnost specifického ligandu, kofaktoru nebo prostetické skupiny. Vazba této specifické molekuly může v molekulách bílkovin způsobit konformační změny. V některých případech může charakterizace takovýchto konformačních změn představovat velmi náročný úkol. V předkládané práci je popsán nový přístup sloužící ke sledování těchto změn pomocí kombinace chemického zesítění a hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením. Na modelovém systému, kterým byl zvolen protein kalmodulin, je ukázáno, že analýza pomocí izotopově značených síťovacích činidel umožnuje získat přehled o změnách struktury způsobených přítomností nebo nepřítomností ligandu. Byly rovněž popsány potenciální nedostatky metody, které tkví především v nedostatečné proteolýze proteinu. Tato nová metoda, která zároveň umožňuje kvantifikaci strukturních změn proteinů, byla použita spolu s dalšími technikami k charakterizaci neutrální trehalasy Nth1 v komplexu s proteinem Bmh1 (kvasinková forma proteinu 14-3-3). Výsledky odhalily, že vazba proteinu Bmh1 vyvolává přeskupení molekuly Nth1 se změnami především v tzv. "EF-hand" podobném motivu, který je nezbytný pro aktivační proces.
|
host ::
RSS.