|
|
Studium deficitu lidské F1Fo-ATPsyntázy
Suldovská, Sabina ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Černá, Leona (oponent)
F1FO-ATPsyntáza je klíčovým enzymem buněčného energetického metabolismu. Její případný deficit může být způsoben mutacemi ve dvou strukturních genech MT-ATP6 a MT- ATP8 v mitochondriální DNA či v jaderných genech ATPAF2 a TMEM70 kódující faktory pro biogenezi enzymu a strukturním genu ATP5E. Deficit F1FO-ATPsyntázy vede k rozvoji velmi závažného fenotypu postihující orgány s vysokými energetickými nároky s nástupem v novorozeneckém věku a nepříznivou prognózou. Mutace v uvedených genech navíc nezpůsobují pouze kvalitativní (mutace ve strukturních podjednotkách enzymu) či kvantitativní (mutace v genech pro faktory biogeneze enzymu) defekty, ale také jejich kombinace. Při studiu molekulární podstaty mitochondriálních onemocnění včetně deficitu F1FO-ATPsyntázy se využívá široká škála biochemických i molekulárně-genetických metod pro stanovení správné diagnózy, která je nezbytná pro včasné zahájení symptomatické léčby a genetické poradenství v postižených rodinách. Cílem diplomové práce bylo charakterizovat deficit F1FO-ATPsyntázy v izolovaných mitochondriích z linií kultivovaných buněk stanovením oligomycin-sensitivní ATP- hydrolytické aktivity F1FO-ATPsyntázy, enzymových aktivit komplexů dýchacího řetězce a sledováním změn v množství jednotlivých vybraných podjednotek a celého komplexu F1FO-...
|
|
|
Úloha mitochondrií v adaptaci na chronickou hypoxii u spontánně hypertenzních a konplastických potkanů
Weissová, Romana ; Kalous, Martin (vedoucí práce) ; Rauchová, Hana (oponent)
Adaptace na chronickou hypoxii má kardioprotektivní účinky. Molekulární mechanismus tohoto jevu není zatím zcela objasněn, je však prokázáno, že významnou úlohu v ochraně srdeční tkáně mají mitochondrie. V této diplomové práci byl zkoumán vliv adaptace na kontinuální normobarickou hypoxii (CNH; 10 % O2, 21 dní) na spontánně hypertenzní potkany (SHR) a od nich odvozený konplastický kmen, který má jaderný genom kmene SHR a mitochondriální genom kmene Brown Norway (BN). V homogenátu srdeční svaloviny normoxických a adaptovaných jedinců byly stanoveny enzymové aktivity malátdehydrogenázy (MDH), citrátsyntázy (CS), NADH-cytochrom c oxidoreduktázy, sukcinát-cytochrom c oxidoreduktázy a cytochromoxidázy (COX). Metodou Western blotu bylo stanoveno množství antioxidačních enzymů manganové a měď-zinkové superoxiddismutázy (MnSOD, Cu/ZnSOD), katalázy a vybraných podjednotek komplexů oxidační fosforylace (Ndufa9, Sdha, Uqcrc2, COX-4, MTCO1, Atp5a1). Konplastický kmen se od kmene SHR liší za normoxických podmínek pouze nižším množstvím podjednotky MTCO1 komplexu IV oxidační fosforylace. Podjednotka MTCO1 je kódovaná mitochondriální DNA a je produktem jednoho ze sedmi protein-kódujících genů, kterými se od sebe liší SHR a konplastický kmen. Po hypoxické adaptaci se zvyšuje množství katalázy a snižuje se množství...
|
|
|
Změny oxidační fosforylace během rozvoje buněčné senescence
Zima, Michal ; Hodný, Zdeněk (vedoucí práce) ; Kašparová, Dita (oponent)
Buněčná senescence představuje trvalé zastavení buněčného cyklu a je chápána jako aktivní odpověď buňky na nejrůznější vnitřní i vnější formy stresu, mezi které řadíme zejména poškození a ztrátu ochranných telomerických sekvencí, aktivaci některých onkogenů, poškození DNA a také účinky určitých cytokinů. Tato práce popisuje mechanismy, kterými buňky mohou dosáhnout senescentního fenotypu, a dává je do souvislosti se změnami oxidační fosforylace. Jsou také zmíněny vlastnosti senescentních buněk a důsledky jejich působení na své okolí. Zvláštní pozornost je věnována vzniku a působení reaktivních forem kyslíku, NADPH oxidázám a vlivu signálních drah STAT3 a TGF-β na indukci buněčné senescence a na respirační řetězec. Klíčová slova: buněčná senescence, volné radikály kyslíku, cytokiny, mitochondrie, oxidačně fosforylační řetězec, NADPH oxidázy, signální transduktor a aktivátor transkripce 3 (STAT3), TGF-β, odpověď na poškození DNA
|
|
|
Biogeneze krist vnitřní mitochondriální membrány
Efimova, Iuliia ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Petrů, Markéta (oponent)
Invaginace vnitřní mitochondriální membrány utvářejí kristy - důležitý strukturní a bioenergetický kompartment mitochondrií. Dlouhodobá pozorování ultrastruktury mitochondrií prokázala dynamiku krist, ale nevyjasnila mechanizmy jejich formování a stability. Tato práce shrnuje nové poznatky o molekulárních mechanizmech biogeneze mitochondriálních krist. Ty jsou konzervovány od hub až po savce, včetně člověka. Důraz je kladen na hlavní remodelační faktory: dimery F1Fo-ATP syntázy, MICOS komplex, OPA1 protein a kardiolipin. Jejich defekty vedou k významným změnám nejen na úrovni krist, ale také na úrovni mitochondrií, buněk a celého organizmu. S tím souvisejí různé patofyziologické stavy a lidská mitochondriální onemocnění. Detailnější výzkum biogeneze krist je proto velmi významný, nové poznatky by mohly napomoci v rozvoji léčby mitochondriálních poruch.
|
|
|
Interakce mitochondrií s dalšími buněčnými strukturami.
Vinopalová, Martina ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Voleman, Luboš (oponent)
Mitochondrie v buňkách plní různorodé role, od produkce energeticky bohatých molekul, nutných pro správný chod buňky, homeostázi vápníku, apoptózy až po biosyntézu Fe-S center, hemu a steroidů. Ke koordinaci některých těchto dějů s procesy odehrávajícími se ve zbytku buňky ji mimo jiné slouží i komunikace s dalšími buněčnými strukturami prostřednictvím jejich vzájemných fyzických kontaktů. Vzniklé platformy také dávají vzniku dodatečným mitochondriálním funkcím. Tato bakalářská práce shrnuje dosavadní poznatky z buněk savčích modelových organismů a kvasinek Saccharomyces cerevisiae o interakcích této semiautonomní organely s ostatními buněčnými komponenty a o funkcích, které tyto interakce zprostředkovávají.
|
|
|
Nové komponenty a funkce mitochondriálni ATP syntázy.
Ho, Dieu Hien ; Pecina, Petr (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Systém oxidativní fosforylace neboli dýchací řetězec v mitochondrii dodává eukaryotické buňce naprostou většinu energie, kterou buňka využívá, ve formě ATP. Enzym F1Fo-ATPáza, poháněn proton-motivní silou, je za syntézu ATP přímo zodpovědný. Nemoci spojené s ATP syntázou mohou proto mít až letální následky. O potřebě mít detailně zmapovanou strukturu tohoto enzymu tudíž není pochyb. Zbývá ještě odhalit strukturu transmembránových proteinů Fo domény, které se sice nepodílejí na samotné syntéze, mohou ale mít např. stabilizační úlohu či funkci asemblačního faktoru. Mimo syntázovou aktivitu se dimery F1Fo-ATPázy patrně podílí na formování krist vnitřní membrány mitochondrie. V poslední době je také zvažována role enzymu při tvorbě mitochondriálního póru přechodné permeability.
|
|
|
Modulace funkce RNA demetylázy FTO v SH-SY5Y buňkách: vliv na insulinovou signalizaci a mitochondriální respiraci
Čočková, Zuzana ; Novotný, Jiří (vedoucí práce) ; Hlaváčková, Markéta (oponent)
Cílem práce bylo pozorovat vliv inhibice funkce FTO na oxidativní metabolismus a expresní profil neuroenergeticky významných proteinů v modelové linii lidských neuronálních buněk SH- SY5Y. FTO je enzym demetylující N6-metyladenosin ve strukturách RNA. Změny v expresi enzymu jsou doprovázeny poměrně širokým spektrem efektů souvisejících s energetickou homeostázou. Mitochondrie jsou místem tvorby energie, metabolicky významných substrátů, ale také potenciálně nebezpečných reaktivních forem kyslíku a jiných molekul. V popředí zájmu proto bylo studium mitochondriálního respiračního řetězce. Experimenty vysokorezoluční respirometrie ukázaly, že ovlivnění buněk inhibitorem FTO je doprovázeno změnami v mitochondriální respiraci. Pozorována byla zejména snížená endogenní respirace buněk a významný pokles byl zaznamenán v maximální a rezervní kapacitě elektron-transportního řetězce. Vyšší koncentrace používaného inhibitoru navíc vedla k markantnějším změnám v respiraci. Dále byla metodou Western blotu kvantifikována exprese komplexů dýchacího řetězce. Ve shodě s výše zmíněnými výsledky se ukázalo, že buňky ovlivněné inhibitorem FTO mají snížené hladiny podjednotek některých komplexů. Určitý pokles byl zaznamenán u podjednotek komplexů I a IV. Zdaleka nejvýraznější rozdíl byl však pozorován u komplexu II....
|
|
|
Mitochondrial ATP synthase deficiencies of a nuclear genetic origin
Karbanová, Vendula ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent) ; Rossmeisl, Martin (oponent)
ATP syntáza je klíčový enzym buněčného metabolismu a defekty ATP syntázy patří k nejzávažnějším mitochondriálním onemocněním postihujícím dětskou populaci. Cílem této práce bylo identifikovat genetické defekty a popsat patogenní mechanismy narušení biosyntézy ATP syntázy, které vedou k izolované deficienci tohoto enzymu a projevují se jako mitochondriální encefalomyopatie s nástupem v novorozeneckém věku. Studie skupiny 25 pacientů vedla k identifikaci dvou jaderných genů zodpovědných za deficienci ATP syntázy. První postižený gen byl TMEM70 kódující neznámý mitochondriální protein. Tento protein byl popsán jako nový asemblační faktor ATP syntázy, první specifický pro vyšší eukaryota. Jeho velikost je 21 kDa, nachází se ve vnitřní mitochondriální membráně a není přítomný v tkáních pacientů. Mutace v TMEM70 genu byla nalezena u 23 pacientů a ukázala se být nejčastější příčinou deficience ATP syntázy. Studie na buněčných kulturách ukázaly, že defekt enzymu vede ke kompenzačně-adaptačnímu zvýšení komplexů IV a III respiračního řetězce způsobenému posttranskripční regulací jejich biosyntézy. Druhým postiženým genem byl ATP5E, který kóduje malou strukturní epsilon podjednotku ATP syntázy. Záměna konzervovaného Tyr12 za Cys způsobuje významný pokles obsahu ATP syntázy, ale zároveň akumulaci hydrofobní...
|
|
| |
|
|
Farmakologické a metabolické ovlivnění funkce jaterních mitochondrií
Sobotka, Ondřej ; Červinková, Zuzana (vedoucí práce) ; Kuncová, Jitka (oponent) ; Žurmanová, Jitka (oponent)
Souhrn Jaterní mitochondrie hrají centrální úlohu v hlavních metabolických cestách lidského organismu. V této práci jsme studovali farmakologické ovlivnění jejich funkce in vitro pomocí dvou nových protinádorových léků: 3-brompyruvátu a α-tokoferylsukcinátu. Metabolické ovlivnění funkce jaterních mitochondrií bylo navozeno in vivo na potkanech krmených dietou s vysokým obsahem mastných kyselin a cholesterolu. Toxicita 3-brompyruvátu in vitro byla hodnocena v primárních kulturách hepatocytů potkana a myši. Účinek nových protinádorových léků na jaterní mitochondrie byl studován v suspenzi mitochondrií, homogenátu nebo permeabilizovaných buněk. Ke zhodnocení farmakologického a metabolického vlivu na mitochondriální funkce jater bylo využito respirometrie s vysokým rozlišením. 3-brompyruvát způsoboval morfologické i funkční postižení hepatocytů v kultuře. Toto poškození bylo doprovázeno zvýšenou tvorbou reaktivních forem kyslíku a poruchou mitochondriálních funkcí. 3-Brompyruvát snižoval konzumpci kyslíku mitochondrií energizovaných substráty pro komplexy I a II. α-Tokoferylsukcinát inhiboval sukcinát-dependentní respiraci jaterních mitochondrií. Stupeň inhibice byl závislý na použitém experimentálním modelu a na respiračním stavu. Nejvíce citlivé k účinkům α-tokoferylsukcinátu byly izolované mitochondrie v...
|
host ::
RSS.