|
|
Mitochondrie Trimastix pyriformis
Novák, Lukáš ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Kolísko, Martin (oponent)
2013 DIPLOMOVÁ PRÁCE Lukáš Novák Abstrakt Volně žijící mikroaerofilní prvok Trimastix pyriformis je blízce příbuzný oxymonádám, které představují největší eukaryotický taxon bez známé mitochondrie. Na rozdíl od oxymonád byla v buňce T. pyriformis záhadná redukovaná mitochondrie nalezena. V EST datech T. pyriformis byla identifikována řada genů, jejichž produkty mohou být lokalizovány v mitochondrii. Jsou mezi nimi geny pro všechny komponenty systému štěpení glycinu, [FeFe]hydrogenázy a typicky mitochondriální protein Cpn60. Za účelem lokalizace těchto proteinů jsme provedli experimenty. Naše výsledky ukazují, že systém štěpení glycinu je skutečně lokalizován v mitochondrii. Výsledky experimentů provedených s cílem lokalizovat dvě hydrogenázy také naznačují mitochondriální lokalizaci. Nejsou ale zcela přesvědčivé. Pokus o lokalizaci Cpn60 selhal. Dále jsme identifikovali několik nových genů v transkriptech T. pyriformis a Monocercomonoides sp. (Oxymonadida). Jde o geny kódující komponenty SUF systému syntézy FeS center a peroxidázu rubrerythrin. Klíčová slova: Trimastix, Monocercomonoides, mitochondrie, hydrogenozom, mitozom, hydrogenáza, systém štěpení glycinu, SUF systém.
|
|
|
Superkomplexy respiračního řetězce v mitochondriích
Mikulová, Tereza ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Holzerová, Kristýna (oponent)
Mitochondrie jsou velmi důležitou organelou eukaryotní buňky. Probíhá v nich řada metabolických pochodů včetně oxidační fosforylace (OXPHOS). Je to proces, kterého se účastní enzymové komplexy umožňující oxidaci redukovaných molekul substrátu NADH a FADH2 spojenou s následným transportem protonů přes vnitřní mitochondriální membránu. Takto vzniklý elektrochemický potenciál je využíván ATP synthasou k syntéze ATP z fosfátu a ADP. Poslední výzkumy systému OXPHOS poukazují na existenci vyššího strukturního uspořádání komplexů do tzv. superkomplexů, které umožňují "substrate channeling". Hrají roli v sestavování a stabilitě komplexů a dokonce se zdá, že by mohli být i funkčním stavem dýchacího řetězce.
|
|
|
Iron-Sulfur cluster assembly in Monocercomonoides exilis
Vacek, Vojtěch ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Balk, Janneke (oponent) ; Tsaousis, Anastasios (oponent)
Při hledání mitochondrií u oxymonád jsme osekvenovali genom Monocercomonoides exilis - oxymonády izolované ze střeva činčily. Sekvenování poskytlo relativně kompletní genom, který byl důkladně prohledán na geny proteinů asociovaých s mitochondriální organelou, ale ani po intenzivním hledání se nám nepodařilo odhalit žádné věrohodné mitochondriální geny. Nepodařilo se nalézt ani geny pro ISC dráhu, která je zodpovědná za syntézu Fe-S center a je považována za esenciální funkci organel mitochondriálního původu (MRO). Namísto ní se nám podařilo najít geny pro SUF dráhu, která ji zřejmě funkčně nahradila. Bližší zkoumání SUF dráhy pomocí heterologních lokalizací naznačilo, že tato dráha je pravděpodobně lokalizována v cytosolu. In silico analýza prokázala, že proteiny SUF dráhy jsou konzervovány na úrovni sekundární a terciální struktury a že většina katalyticky významných aminokyselin a motivů je v nich přítomna. Funkčnost těchto proteinů byla nepřímo prokázána pomocí komplementací v Escherichia coli s mutovanou SUF a ISC drahou. SUF dráhu se podařilo nalézt také v transkriptomech a genomech dalších devíti zástupců skupiny Preaxostyla (anaerobních protist patřících do skupiny Metamonada). U většiny preaxostyl se nám podařilo nalézt alespoň částečnou fúzi genů pro SufD, SufS a SufU. Tato fúze je...
|
|
|
Vliv sezóny na mitochondriální bobtnání srdce potkana po chladové aklimaci
Kašík, Petr ; Horníková, Daniela (vedoucí práce) ; Holzerová, Kristýna (oponent)
Riziko úmrtí ve spojitosti s kardiovaskulárními onemocněními je zvýšeno během zimních měsíců a vystavením organismu akutnímu chladovému stresu. V poslední době se však ukazuje, že některé modely chladové aklimace mohou působit kardioprotektivně. Práce se zabývá vlivem akutní a chronické chladové aklimace na mitochondriální bobtnání srdce potkana. Mitochondriální bobtnání je mj. způsobeno větším vtokem Ca2+ do mitochondrií především během ischemicko-reperfúzního poškození. Tím se otevírá mitochondriální pór přechodné propustnosti, což může vyústit v prasknutí mitochondrií, a způsobit buněčnou smrt. Nižší míra mitochondriálního bobtnání pak poukazuje na větší odolnost mitochondrií. Výsledky práce ukazují snížené mitochondriální bobtnání po akutní chladové expozici i chronické chladové aklimaci. Klíčová slova: chlad, mitochondrie, Ca2+ ionty, bobtnání, MPTP, myokard, ROS, ischemie
|
|
|
Evoluce eukaryotických ABC transportérů
Žárský, Vojtěch ; Tachezy, Jan (vedoucí práce) ; Doležal, Pavel (oponent)
V posledních dvaceti letech probíhal intenzivní výzkum v oblasti ABC transportérů. Zájem o tyto membránové transportéry je zapříčiněn především tím, že některé ABC transportéry hrají roli v rezistenci rakovinných buněk a patogenů vůči používaným léčivům. Tento lékařský aspekt ABC transportérů byl ve výzkumu pochopitelně výrazně upřednostňován. Z pohledu obecných fyziologických funkcí a evoluce byly pak ABC transportéry přehlíženy. V této práci se proto zaměřuji na evoluci eukaryotických ABC transportérů, přehled ABC transportérů parazitických protist a na mitochondriální ABC transportéry, které jsou nejkonzervativnějšími eukaryotickými ABC transportéry.
|
|
|
Jaterní steatóza a mitochondriální dysfunkce
Páleníčková, Eliška ; Novák, František (vedoucí práce) ; Balková, Patricie (oponent)
Cíle: Stanovit vliv dietně navozené steatózy na rozvoj mitochondriální dysfunkce v játrech a odolnost jater vůči parciální ischémii. Metody: Potkani kmene Wistar (samci; 361 ± 8,8 g) byli krmeni standardní (SD), nebo vysokotukovou dietou (VTD). Parciální ischémie byla navozena krátkodobým teplým zaškrcením portální žíly (20 min) dva dny před ukončením pokusu. Výsledky: Desetitýdenní dieta vedla ke zhoršení glukózové tolerance a zvýšení NEMK v séru. Prokázali jsme inhibiční účinek VTD na dýchací kapacitu mitochondrií in vitro. Ketogeneze byla vlivem VTD zvýšená. VTD negativně ovlivňuje aktivitu antioxidačních systémů, stimuluje tvorbu lipoperoxidů a zhoršuje odolnost jater k oxidativnímu poškození během ischémie/reperfúze. Závěr: Podávání VTD vede k rozvoji jaterní steatózy, která dosud není provázená biochemicky vyjádřeným poškozením jater. Prokázali jsme poškození oxidační kapacity mitochondrií, známky strukturního poškození mitochondrií a zvýšenou citlivost jater k oxidačnímu poškození. Předmětová hesla: biochemie, fyziologie, Klíčová slova: mitochondrie, VTD, ischémie, dýchací řetězec, antioxidační systém, ROS
|
|
|
Úloha mitochondriálního metabolismu v iniciaci a adaptaci buněk na hypoxii.
Rohlenová, Terezie ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Rohlena, Jakub (oponent)
S patologickou hypoxií se často setkáváme v případech infarktu, mozkové mrtvice, ale i při masivní invazi tumoru, z důvodu nedostatečné angiogeneze. Pro přežití buňky v hypoxii je klíčová aktivace faktoru HIF-1. Tento faktor modeluje energetický metabolismus ve prospěch rychle probíhající glykolýzy (s přispěním glutaminolýzy), která zajišťuje buňce dostatek ATP i "stavebních kamenů", zároveň potlačuje Krebsův cyklus a respiraci, neboť buňka má nedostatek O2. Tato práce se zabývá energetickým metabolismem nádorových buněk HepG2 (pocházejících z jaterního karcinomu) pěstovaných v médiích s energetickým substrátem glukosou nebo galaktosou (a také glutaminem a pyruvátem) za podmínek mírné hypoxie (5% O2). Buňky HepG2 za normoxických podmínkách využívají pro výrobu ATP a "stavebních kamenů" zejména oxidační metabolismus. Přestože jsme dokázali, že u všech buněk HepG2 v hypoxii dochází k aktivaci HIF-1, u buněk pěstovaných v médiu s obsahem galaktosy (a glutaminu) nedochází k přesmyku oxidačního metabolismu na aerobní glykolýzu s potlačenou respirací, tak jako u buněk kultivovaných s glukosou. Zjistili jsme, že se zachovanou respirací a oxidativní fosforylací buněk HepG2 v galaktose souvisí i zvýšená aktivita a integrita mitochondrií, zvýšená maximální kapacita a rezervní kapacita respiračního řetězce....
|
|
|
Protein profiling, metabolic enzymes and transmembrane signaling in the heart of spontaneously hypertensive SHR-Tg19 rat
Manakov, Dmitry ; Novotný, Jiří (vedoucí práce) ; Kuncová, Jitka (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Kardiovaskulární nemoci jsou nejčastější příčinou smrti jak na celém světě, tak v České republice. Hlavní faktory přispívající k rozvoji srdečních onemocnění, kromě věku a pohlaví, jsou obezita, vysoký krevní tlak a vysoká hladina cholesterolu a triglyceridů v krvi. Spontánně hypertenzní potkan (SHR) byl vyvinut a používán k vyhledávání genetických determinant těchto projevů. Tento běžně používaný potkaní model rozvíjí hypertenzi, dyslipidemii a inzulínovou rezistenci díky abnormálnímu genu translokázy mastných kyselin Cd36. Předchozí studie ukázaly, že transgenní oprava Cd36 u kmene SHR-Tg19 zlepšuje činnost beta-adrenergního systému v srdci, mírně zvyšuje srdeční hmotnost a vede ke zvýšení náchylnosti k arytmiím. Tato práce měla dva hlavní cíle: 1) Zjistit, zda a jak transgenní náhrada Cd36 v SHR ovlivňuje proteinové složení, mitochondriální funkci a aktivitu vybraných metabolických enzymů srdce. 2) Studovat expresi a distribuci vybraných složek beta-adrenergního signálního systému v lipidových raftech izolovaných pomocí solubilizace membrán detergentem TX-100. Rozhodli jsme se porovnat dva běžně používané proteomické přístupů, 2D elektroforézu spojenou s MALDI-TOF hmotnostní spektrometrií a tzv. label-free LC-MS. Výsledky neukázaly překryv mezi odlišně exprimovanými proteiny identifikovanými...
|
|
|
Vliv proliferace endoteliálních buněk na jejich citlivost k mitochondriálně řízené apoptóze a oxidačnímu stresu.
Blecha, Jan ; Novák, Petr (vedoucí práce) ; Plecitá, Lydie (oponent)
Mitochondrie jsou multifunkční organely hrající rozhodující roli v energetickém metabolizmu buněk a v indukci buněčné smrti. Mitochondrie, a zvláště pak jejich respirační řetězec, jsou též hlavními producenty reaktivních forem kyslíku (ROS) v buňkách. Metabolizmus buňky může být ovlivněn jejím proliferačním stavem. Zároveň určité látky zvyšující oxidační stres vykazují antiangiogenní účinky spojené se selektivní eliminací proliferujících endoteliálních buněk (EB). Z těchto důvodů jsme v této práci zjišťovali, zda by mitochondrie mohly být zodpovědné za rozdílnou citlivost proliferujících a konfluentních (buněk v klidové fázi) EB k buněčné smrti. Zvláštní důraz byl kladen na systémy regulující hladinu ROS nebo apoptózy: respirační řetězec (produkce ROS), antioxidačních ochrana (detoxifikace ROS) a proteiny rodiny Bcl-2 (regulace apoptózy). Nejdříve jsme vystavili EB s normálně fungujícím a defektním respiračním řetězcem působení rozličných látek vyvolávajících oxidační stres a apoptózu a stanovili produkci ROS a citlivost k apoptóze v proliferujícím a klidovém stavu. Tyto experimenty ukázaly, že funkční respirační řetězec do značné míry zvyšuje citlivost proliferujících EB k indukci tvorby ROS a apoptóze, zatímco v buňkách v klidovém stavu funkční řetězec naopak proti buněčné smrti chrání. Vzhledem...
|
|
|
Úloha SNARE proteinu v biogenezi mitosomů Giardia intestinalis.
Voleman, Luboš ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Nohýnková, Eva (oponent)
Většina membránových fúzi probíhajících v eukaryotické buňce je zajišťována SNARE proteiny. Pomocí nich probíhá fúze napříč veškerými endocytickými a sekretorickými drahami, což souvisí s jejich specifickou lokalizací v příslušných buněčných kompartmentech. Stranou tohoto mechanismu stojí pouze mitochondrie a plastidy, jejichž fúze je zajišťována specifickými proteinovými mašineriemi. V této práci jsou shrnuty dosavadní poznatky týkající se membránové fúze zajišťované SNARE proteiny a fúze vnější i vnitřní mitochondriální membrány. Důraz je zde kladen na situaci u bičíkatého parazitického prvoka Giardia intestinalis, kde byla navrhnuta unikátní lokalizace typického SNARE proteinu GiSec20 do redukovaných mitochondrií - mitosomů. Tento protein je navíc esenciální pro přežívání trofozoitů G. intestinalis. V této práci jsme ukázali, že mitosomální lokalizace GiSec20 je dosaženo pouze při episomální expresi protenu, zatímco za fyziologických podmínek je protein lokalizován do endoplazmatického retikula, jako je tomu u ostatních eukaryot. Pomocí GFP tagu se nám podařilo lépe charakterizovat targetovací signál, který se ukázal být přítomen v transmembránové doméně proteinu a který byl dostatečný pro targetování proteinu do mitosomů G. intestinalis, respektive mitochondrie S. cerevisiae. Mitosomální...
|
host ::
RSS.