|
|
Oxidativní stres u patogenních améb
Plíva, Jan ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Smutná, Tamara (oponent)
Reaktivní formy kyslíku jsou látky, které obsahují atom kyslíku s nepárovým elektronem. Díky tomuto nepárovému elektronu jsou tyto formy kyslíku značně reaktivní. Organismy využívají reaktivitu těchto látek k nepřebernému množství reakcí. Buňky jsou schopny vytvářet reaktivní formy kyslíku jako odpadní produkt během aerobní respirace, nebo pomocí enzymů, například NADPH oxidázy. Velmi důležitou roli hrají reaktivní formy kyslíku při obraně hostitele před parazitickými organismy. Během těchto obranných reakcí jsou reaktivní formy kyslíku využívány ve velké míře buňkami imunitního systému k destrukci parazitických organismů. K těmto reakcím dochází i v případě infekce způsobené patogenními amébami. Améby jsou eukaryotické jednobuněčné organismy, které jsou v některých případech schopny u člověka vyvolávat velmi vážná onemocnění. Améby musí být schopny během infekce překonat imunitní systém hostitele a tím pádem i reaktivní formy kyslíku. Proto využívají detoxifikační systémy, které jim pomáhají vypořádat se s oxidativním stresem způsobeným reaktivními formami kyslíku. Patogenní améby jsou ovšem schopny využít reaktivní formy kyslíku k překonání imunitního systému hostitele. Tato skutečnost potvrzuje jak spletité a komplikované je působení reaktivních forem kyslíku během interakce mezi hostitelským organismem...
|
|
|
Role of sulfhydryl oxidase 1 in cancerogenesis
Beranová, Lea Marie ; Truksa, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šuťák, Róbert (oponent)
Cysteinové můstky hrají významnou roli při sbalování proteinů do nativní konformace, stejně jako v regulaci enzymové aktivity a účastní se tak mnoha intracelulárních, avšak i extracelulárních, dějů. Sulfhydryl oxidáza QSOX1 pomáhá tyto můstky de novo vytvářet čímž ovlivňuje aktivitu svých substrátů a přímo či nepřímo tím reguluje životně důležité procesy v buňce. Cílem této práce bylo prozkoumat roli QSOX1 v karcinogenzi a to především u buněk nádorů prsu (MCF7, MDA-MB-231) a slinivky břišní (Panc-1) a zároveň objasnit možnou spojitost mezi koncentrací kyslíku v rámci nádorového mikroprostředí a hladinou QSOX1 na proteinové i mRNA úrovni. Vytvořením dvou typů geneticky modifikovaných linií (QSOX1-overexprimující a QSOX1-knockout linie) byl pozorován pozitivní vliv QSOX1 na proliferaci trojnásobně negativních nádorových buněk MDA-MB-231. Buňky nevytvářející QSOX1 projevují nižší tendenci k proliferaci, zatímco nadbytek tohoto pro- teinu na tempo růstu vliv zdá se nemá. Nedostatek QSOX1 má také za následek viditelnou změnu v morfologii buňky, kdy dochází ke smrštění do kulovitějších útvarů s méně znatelnými lamelipodii, či jejich naprostou ab- sencí, což je v souladu s teorií důležitosti...
|
|
|
Metabolismus mědi u Naegleria gruberi
Ženíšková, Kateřina ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Pyrih, Jan (oponent)
Měď je důležitý stopový prvek esenciální pro všechny organismy. Ve formě kofaktoru se účastní klíčových biochemických reakcí. Zprostředkovává například přenos elektronu v komplexu IV v rámci dýchacího řetězce, ve formě kofaktoru superoxiddismutasi se účastní detoxifikace hydroxylových radikálů a participuje na příjmu iontů železa do buňky. Homeostáze iontů mědi musí být přísně regulována, aby bylo zabráněno jejich akumulaci v organismu. Nadbytek těchto iontů je totiž vysoce toxický a může vést až k buněčné smrti. Ionty mědi se podílejí na vzniku hydroxylových radikálů, nebezpečných zástupců reaktivních forem kyslíku poškozujících strukturu lipidů, proteinů a DNA. Mnohé studie také ukazují důležitou roli iontů mědi při virulenci, kdy je těmito ionty indukovaná imunitní odpověď napadeného hostitele. Vliv dostupnosti mědi na metabolismus byl studován na organismu Naegleria gruberi. Osekvenovaný genom tohoto organismu odhaluje, že metabolické dráhy N. gruberi jsou velmi univerzální. Možná flexibilita metabolismu tohoto organismu, v souvislosti s dostupností mědi, byla v této práci potvrzena proteomickou analýzou a měřením aktivity respiračního řetězce. Byla také potvrzena závislost příjmu iontů železa na mědi. Druhá část této práce se zabývala studiem proteinu CutC. Tento protein se řadí do skupiny...
|
|
|
Metabolismus železa u Naegleria gruberi
Arbon, Dominik ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Krijt, Matyáš (oponent)
Metabolismus iontů železa patří mezi zásadní děje ve všech živých organismech a jeho správná regulace je podstatná pro základní životní funkce. Homeostáze iontů tohoto kovu je úzce regulovaná, vyskytuje se většinou jako součást různých proteinů a podílí se na mnoha oxidačně redukčních dějích. Naegleria gruberi je nepatogenní, volně žijící prvok, který slouží jako laboratorní model pro studium blízce příbuzné patogenní Naegleria fowleri. Tato práce se zabývá studiem vybraných metabolitů u N. gruberi, které bylo možné detekovat a kvantifikovat pomocí moderních metabolomických metod a popsat ovlivnění jejich exkrece v kultuře kultivované v prostředí s nedostatkem iontů železa. Zjištění vlivu tohoto prostředí na energetický metabolismus prvoka patří mezi důležité aspekty pochopení biologických procesů na buněčné úrovni. Tímto způsobem se podařilo prokázat signifikantní ovlivnění exkrece některých metabolitů a prokázat flexibilitu metabolických drah jako následek snížené přítomnosti iontů železa. Další část této práce se věnuje enzymu alkoholdehydrogenáze, který byl objeven u tohoto prvoka. Mezi netypické znaky enzymu patří N-terminální mitochondriální presekvence, napovídající o mitochondriální lokalizaci enzymu, a vazba iontů železa jako prostetické skupiny. U N. fowleri se tento enzym nenachází, což...
|
|
|
FeS cluster assembly in cytosol of Trichomonas vaginalis
Stojanovová, Darja ; Tachezy, Jan (vedoucí práce) ; Šuťák, Róbert (oponent)
Železo-sirné klastry jsou kofaktory celé řady významných proteinů. Pro studium syntézy těchto klastrů se využívají především modelové organismy typu Saccharomyces cerevisiae, Homo sapiens a v poslední době také Trypanosoma brucei. U Trichomonas vaginalis, anaerobního prvoka, který parazituje v urogenitálním traktu lidí, však nebylo toto téma studováno více do hloubky. T. vaginalis patří mezi anaeroby, jejichž mitochondrie byla redukována na hydrogenosom. V této organele již byly identifikované některé komponenty ISC dráhy pro syntézu klastrů, zatímco proteiny, které se účastní CIA dráhy v cytosolu, nebyly u T. vaginalis doposud charakterizovány. Tato práce se zabývá především TvIscU, jedním z hlavních proteinů ISC dráhy, a dále také komponenty CIA dráhy. Oba dva typy syntézy klastrů, jak v hydrogenosomech tak i v cytosolu, se zásadně liší od typického modelu založeném na studiu S. cerevisce. V této práci jsme studovali hypotetické funkční propojení ISC-CIA systému. Dále jsme identifikovali homology k charakterizovaným proteinům účastnících se CIA dráhy. Konkrétně jsme identifikovali Nbp35, Cfd1, Nar1, Cia1 Cia2, avšak nenalezli jsme proteiny homologní pro Tah18, Dre2 a Mms19. Nalezené proteiny jsme v T. vaginalis exprimovali značené Ha-tagem a lokalizovali je v buněčných frakcích a pomocí...
|
|
|
Metabolismus železa u améb
Glavanakovová, Marie ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Pyrih, Jan (oponent)
Feritiny jsou proteiny s komplexní strukturou důležité pro skladování a detoxifikaci iontů železa. Typicky jsou lokalizovány v cytoplazmě buněk; nicméně byly identifikovány i v mitochondriích a chloroplastech. Feritiny jsou rozšířeny napříč organismy, ale nejsou běžné u nefotosyntetizujících protist. Z tohoto důvodu je překvapivá přítomnost genu pro feritin v genomu volně žijící améby Naegleria gruberi. Bioinformatická analýza potvrzuje jeho zařazení mezi eukaryotické feritiny. Protein byl lokalizován v mitochondriích N. gruberi pomocí protilátek vytvořených v laboratorním potkanovi. Nativní exprimovaný rekombinantní protein bez mitochondriální presekvence byl použit pro in vitro pokusy. Podařilo se nám prokázat pomocí růstových experimentů, že je exprese feritinu závislá na koncentraci iontů železa v médiu; nicméně přímo prokázat schopnost vazby iontů železa in vitro se nám nepodařilo. Funkce feritinu N. gruberi je tedy pravděpodobně spjatá s metabolismem železa. Vedlejší experimenty se zabývaly dalším proteinem patřícím do rodiny feritinů - Dps proteinem u Acanthamoeba castellanii. I přes úspěšné vytvoření protilátek jsme nedokázali tento protein detekovat v celkovém lyzátu ani ve frakcích acanthamoeb, a to ani po navození stresových podmínek.
|
|
|
Metabolismus železa a mědi u jednobuněčných mořských řas rodu Ostreococcus
Pilátová, Jana ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Falteisek, Lukáš (oponent)
Nejmenší volně žijící eukaryot Ostreococcus tauri a jeho příbuzné druhy a ekotypy jsou vynikajícími modelovými organismy pro studium příjmu železa. Tato otázka má velký ekologický přesah s odkazem na život mořského fytoplanktonu v oceánských pouštích a dalších oblastech moří, s limitací železem, popř. také zdroji mědi, jejíž metabolismus je s železem zřejmě úzce spjat. Našimi pokusy jsme simulovali podmínky oceánů s limitujícími koncentracemi iontů železa a mědi a jako kontrolu jsme zvolili podmínky dostačující. Růst buněk se lišil zejména v závislosti na zdrojích železa, kdy bez jeho limitace rostly dvakrát i třikrát rychleji. Výjimkou byl O. lucimarinus, u nějž se limitace železem vůbec neprojevila. Zřejmě je velmi dobře adaptován na své přirozené prostředí otevřeného oceánu s vysokým osvitem a vyšší mírou limitace živinami v porovnání s ostatními ekotypy. Po druhém týdnu kultivace s přesazením do media se shodnými podmínkami jsme také prokázali vliv dostupnosti iontů mědi na růst řas, opět s výjimkou O. lucimarinus. Na koncentraci iontů železa také pozitivně závisí obsah hemu b a chlorofylu a a b, bez signifikantního vlivu dostupnosti iontů mědi. Na tyto látky úzce spjaté s fotosyntézou má vliv také cirkadiánní rytmus, kdy přes den jejich koncentrace narůstají a v noci opět klesají, tento efekt...
|
|
|
Funkce a struktura hydrogenáz a jejich rozšíření v organismech
Košťálová, Alena ; Hrdý, Ivan (vedoucí práce) ; Šuťák, Róbert (oponent)
Hydrogenázy jsou mikrobiální enzymy katalyzujíci reverzibilní oxidaci vodíku. Většina těchto enzymů se nachází v prokaryotech, ale několik jich je přítomno i v eukaryotech. Jde o metaloproteiny, které jsou na základě stavby aktivního místa děleny do tří tříd na [NiFe]-, [FeFe]- a [Fe]-hydrogenázy. [NiFe]-hydrogenázy jsou heterodimerní proteiny, jejichž aktivní místo se nachází ve velké podjednotce. [FeFe]-hydrogenázy jsou většinou monomerní a jejich aktivní místo se nazývá H-klastr. Hydrogenázy mají často další domény, které obsahují redoxní centra, převážně železo-sirné klastry. Většina přídatných domén hydrogenáz je homologní s jinými redoxními komplexy, např. s komplexem I respiračního řetězce. Maturace hydrogenáz je komplexní proces, který zahrnuje aktivitu několika proteinů, z nichž některé již byly částečně charakterizovány. Přesvědčivé důkazy nasvědčují tomu, že [NiFe]- a [FeFe]-hydrogenázy jsou fylogeneticky odlišné třídy proteinů. Práce poukazuje na rozdíly mezi hydrogenázami včetně funkce, struktury, maturace a rozšíření, a také poukazuje na jejich podobnost s jinými enzymy.
|
|
|
Železo jako faktor virulence parazitických protist
Glavanakovová, Marie ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Smutná, Tamara (oponent)
Železo je pro většinu organismů jedním z esenciálních prvků jejich metabolismu. Především díky možnosti účastnit se oxido-redukčních reakcí je tento prvek schopen zajišťovat řadu důležitých procesů v buňkách. Na druhé straně je ale známa vysoká toxicita volných atomů železa. Železo je tedy paradoxně jak esenciálním, tak potenciálně toxickým prvkem pro většinu organismů. Pro parazitické organismy je dostatečný příjem železa zásadní vzhledem k jejich vysokým nárokům na množení se ve svém hostiteli. Mnoho studií tedy zkoumá vztah dostupnosti železa na vývoj parazita jako jeden ze zásadních faktorů virulence. V experimentech se využívají chelátory, což jsou chemické látky schopné specificky s vysokou afinitou vázat ionty železa a využívají se především v léčbě nadbytku železa v organismu. Tato práce shrnuje poznatky o účincích nadbytku či nedostatku železa na vývoj parazitických organismů a v této souvislosti také o chelatačních látkách, jejich vlivu na virulenci a využití v terapii infekcí vybraných parazitických protist rodu Plasmodium, Leishmania, Trypanosoma, Trichomonas a Tritrichomonas.
|
|
|
The metabolism of amino acids in parasitic and anaerobic protists
Jakubec, Dávid ; Šuťák, Róbert (vedoucí práce) ; Hrdý, Ivan (oponent)
Parazitické prvoky sú príčinou nespočetných patologických stavov a ekonomických problémov v mnohých častiach sveta. Napriek ich fylogenetickej nepríbuznosti u nich nachádzame spoločné rysy v ich prístupe k uspokojovaniu základných životných potrieb. Na rozdiel od študovanejšieho energetického metabolizmu, dráhy využitia amino kyselín sú v mnohých oblastiach neznáme. Prehľad ukazuje, že parazitický životný štyl na metabolizmus amino kyselín nemal až taký závažný dopad ako na energetický metabolizmus, ktorý je často výrazne zjednodušený. Objavili sa u nich nové dráhy biosyntézy amino kyselín tak esenciálnych, ako aj neesenciálnych u ľudí. Arginín dihydrolázová dráha u Trichomonas a Giardia predstavuje kompletne nový spôsob využitia danej amino kyseliny. Metabolizmus síru-obsahujúcich amino kyselín je predmetom intenzívnejšieho výskumu kvôli ich roliam mimo proteogenézu. Polyamíny sú dusíkaté organické látky hrajúce úlohu v mnohých procesoch v bunke, vrátane replikácie DNA a translácie proteínov. Objasnená je syntéza polyamínov a ich derivátov, ktorá ja na metabolizmus amino kyselín priamo napojená. Zrhnutie metód využívajúcich unikátne dráhy nájdené u parazitických prvokov v sebe spája predchádzajúci výskum so zavedením amino kyselinových metabolizmov ako zatiaľ nevyužitých cieľov liečiv.
|
host ::
RSS.