|
|
Molecular dynamics of proteins interacting with substrate or ligand: mitochondrial processing peptidase and FixL oxygen sensor
Dvořáková Holá, Klára ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Váchová, Libuše (oponent) ; Branny, Pavel (oponent)
I I Ovenvrew I I I II I I I I I I I I I The presenteddoctoralthesis includesfive publishedscientificarticlesand one manuscriptpreparedfor submission.All describestudieson threeproteinmodels.The four papersnumbered(1)- (4)inthelistofpublications,sharea commonobjectivee.i.observingand describingfunctionalproteindynamicsandconformationchangeinducedby ligandor substrate binding,andrepresentthemainresultofmyPhDwork. Thepapers(1)and(4)offerresultsof a projectfrommyhomelaboratoryattheInstitute ofMicrobiologyAS CR, LaboratoryforBiologyofSecondaryMetabolism,underthesupervisionof JiřÍ Janata, PhD. The projectis focusedon the protein-proteindynamicsinteractionof mitochondrialprocessingpeptidase(MPP) fromSaccharomycescerevisiaewithits preproteins substrates. The papers(2)and(3)describeresultsof a project,inwhichI haveparticipatedduring myMarieCuriefellowshipattheEcolePolytechnique(PalaiseauCedex,France),Laboratoryfor OpticsandBiosciences,in2004.Theprojectconcernsresearchon proteinstructuraldynamicsof theheme-basedoxygensensorFixLfromBradyrhizobiumjaponicum,inwhichoxygenbindingto the heme sensor domain inducesconformationchange,which regulatesthe activityof neighboringkinasedomain. ln bothprojects,analogyin methodicalapproach,i.e.seriesof molecularbiologyand...
|
|
|
Lekce z přírody - příprava hybridních bioaktivních látek
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Sekundární metabolity jsou biologicky aktivní látky, produkované především mikroorganismy. Zpravidla nejsou nezbytné pro přežití produkujících mikroorganismů, nicméně ovlivňující jejich fyziologii a mikrobiální ekologii. Mnoho z nich je využíváno ve farmacii, biologii a chemii. Tato práce shrnuje poznatky o původu a směru vývoje sekundárních metabolitů. Důležitou vlastností genů kódujících sekundární metabolity je jejich organizace do shluků. Mezi popsané mechanismy modifikací genových shluků pro biosyntézu sekundárních metabolitů patří mutace genů či intragenové přestavby. Ty se v přírodě výrazně projevují v evoluci shluků, kódujících sekundární metabolity s modulárním typem syntézy. Může však také docházet k fúzi genových podshluků rozdílného původu za vzniku komplexních shluků kódujících biosyntézu hybridní látky. Tyto hybridní shluky obsahují geny pocházející ze shluků různých sekundárních metabolitů. Podobná evoluční událost pravděpodobně nastala i v případě biosyntézy dvou modelových skupin přírodních látek - linkosamidů a pyrrolobenzodiazepinů. Analogické principy využívá i genové inženýrství pro cílené modifikace biosyntetických genových shluků, za účelem konstrukce producentů účinnějších biologicky aktivních látek. V práci jsou uvedeny příklady takových úprav, a to jak u látek ze skupin...
|
|
|
Analýza genů biosyntetického shluku linkomycinu využitelných pro přípravu hybridních látek
Ulanova, Dana ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Varečka, Ľudovít (oponent) ; Svobodová, Jaroslava (oponent)
Mgr. Dana Ulanova Analýza genů biosyntetického shluku linkomycinu využitelných pro přípravu hybridních látek Linkosamidová antibiotika, např. linkomycin a celesticetin, mají ve srovnání s ostatními typy antibiotik poměrně jednoduchou molekulární strukturu. Nicméně tyto molekuly obsahují místa tzv. "horké body", jejichž modifikace vede ke vzniku účinnějších látek. Slibnou cestou pro vznik derivátů linkosamidových antibiotik se jeví být kombinatorní biosyntéza. Pro navržení a přípravu nových genových kombinací je nutná dokonalá znalost přirozené biosyntetické dráhy. V rámci předkládané dizertační práce byly analyzovány geny lmbIH, K, N, Q, T, U a V z genového shluku pro biosyntézu linkomycinu, které měly předpokládanou nebo neznámou funkcí. Mutační analýza genu lmbN prokázala jeho bifunkční povahu, 5' koncová část genu kóduje potenciální podjednotku NDL-synthetasy s funkcí přenašeče aktivované aminokyseliny, zatímco zbytek genu kóduje enzym pro syntézu cukerného prekurzoru linkomycinu. Gen lmbT byl na základě analýzy rovněž přirazen k biosyntéze cukerného prekurzoru. V případě ostatních genů určení funkce nebylo tak jednoznačné. Předpokládá se, že jejich role v biosyntetické draze je spíše regulační nebo podpůrná. Pro přípravu derivátů linkomycinu byl zkoušen mutasyntetický přístup, jeden z možných způsobů...
|
|
|
Studium klíčových bodů biosyntézy linkomycinu a celesticetinu
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Bobek, Jan (oponent) ; Kutejová, Eva (oponent)
Linkosamidy tvoří malou, ale důležitou skupinu specializovaných bakteriálních metabolitů s antimikrobiálními účinky, mezi jejíž nejvýznamnější zástupce patří linkomycin a celesticetin. Strukturně se linkosamidy skládají z aminocukru a aminokyseliny, navzájem propojených amidovou vazbou. Aminokyselinové prekurzory linkosamidů se od sebe nicméně významně liší. Prekurzorem celesticetinu je proteinogenní L-prolin, zatímco u významně účinnějšího linkomycinu je jím neobvyklá aminokyselina (2S,4R)-4-propyl-L-prolin (PPL). Přesto jsou tyto prekurzory rozpoznávány a aktivovány homologními adenylačními doménami CcbC, resp. LmbC. A právě tento, pro biologickou aktivitu výsledné látky klíčový mechanismus rozpoznání a aktivace aminokyselinového prekurzoru, je předmětem této práce. Nejprve byly za využití cílené mutageneze a biochemické charakterizace mutant identifikovány aminokyselinové zbytky v adenylační doméně LmbC, nezbytné pro aktivaci PPL. Na základě těchto dat byla následně experimentálně napodobena molekulární evoluce substrátové specifity adenylační domény směrem od L-prolinu (jako u CcbC) k PPL (LmbC), kdy bylo dosaženo změny substrátové specifity mutací pouhých tří aminokyselinových zbytků ve vazebném místě pro substrát. Aktivované aminokyselinové prekurzory jsou v biosyntézách linkosamidů dále...
|
|
|
Biosyntéza propylprolinové stavební jednotky linkomycinu
Jirásková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Čejková, Alena (oponent) ; Fišer, Radovan (oponent)
Klinicky využívané antibiotikum linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, kterou je 4-propyl-L-prolin (PPL). Tato jednotka je velmi důležitá z hlediska bioaktivity tohoto antibiotika, což je patrné z nižší aktivity příbuzného antibiotika celesticetinu, který inkorporuje do struktury proteinogenní L-prolin. Genové shluky pro biosyntézu obou linkosamidů jsou publikovány a odrážejí společný základ - biosyntézu aminocukerného prekurzoru a kondenzační reakce. Ovšem v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu se nacházejí navíc geny kódující biosyntézu specifické aminokyseliny PPL. Tento alkylprolinový derivát (APD) má společný biosyntetický původ s dalšími APD, které jsou součástí struktur protinádorových pyrrolobenzodiazepinů a signální molekuly hormaomycinu, což se odráží i v přítomnosti homologních genů v jejich genových shlucích. Výsledky výzkumu biosyntézy PPL se tedy uplatní pro větší skupinu přírodních látek. První celkový koncept biosyntézy APD byl publikován již před čtyřiceti lety. Milníkem byl pak rok 1995, kdy byl publikován genový shluk pro biosyntézu linkomycinu a k jednotlivým reakcím biosyntézy byly navrženy konkrétní genové produkty. Funkční prokázání proteinů bylo provedeno zatím u prvních dvou kroků biosyntézy APD (proteiny LmbB2 a LmbB1), která vychází z...
|
|
|
Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát
Steiningerová, Lucie ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Masák, Jan (oponent) ; Obšilová, Veronika (oponent)
Protinádorové pyrrolobenzodiazepiny (PBD), linkosamidová antibiotika, bakteriální signální molekula hormaomycin a protituberkulózní griselimycin jsou strukturně i funkčně diverzifikovaná skupina aktinobakteriálních metabolitů, jejichž společným strukturním znakem je inkorporace 4-alkyl-L-prolinového derivátu (APD) vznikajícího specializovanou biosyntetickou dráhou z L-tyrosinu či L-leucinu. APD dráhy se účastní sada až šesti homologních proteinů, dle jejich předpokládaného pořadí v biosyntéze modelového APD, 4-propyl-L-prolinu (APD linkosamidu linkomycinu), byly označeny jako Apd1 - Apd6. Tato práce cílí na objasnění funkce Apd6 proteinů katalyzujících poslední předpokládaný krok specializované APD dráhy, F420H2-závislou redukci. Heterologní nadprodukcí a in vitro testováním šesti Apd6 homologů bylo demonstrováno, že Apd6 z biosyntézy PBD a hormaomycinu jsou schopné v přítomnosti F420H2 redukovat pouze endocyklickou iminovou vazbu 4-substituované Δ1 -pyrrolin- 2-karboxylové kyseliny. Na druhou stranu Apd6 LmbY z biosyntézy linkomycinu a částečně GriH z biosyntézy griselimycinu redukují také více inertní exocyklickou dvojnou vazbu stejného substrátu. V tomto kontextu se LmbY a GriH reduktasy vyznačují dosud nepopsanou aktivitou, která má navíc biologickou relevanci, neboť přispívá k rozmanitosti...
|
|
|
Rezistence k makrolidům, linkosamidům a streptograminům u koaguláza negativních stafylokoků v ČR
Novotná, Gabriela ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Petráš, Petr (oponent) ; Sigler, Karel (oponent)
VÝSLEDKY Analýza okolí genu msr(A) 45 součástí kompletního transpozonu Tn552 a s rekombinačním místem resbinR je identická až k místu rekombinace (resbinR site I). Druhá, v pozici JCSC1435 261884-2618311, je součástí sekvence transpozonu Tn5404. Kompletní transpozon Tn5404 je na vnějších okrajích ohraničen 7 bp dlouhou přímou repeticí (AGTAACT), jež vznikla zdvojením místa inzerce transpozonu (Obr. 5.3.), stejné inzerční místo pro Tn552 bylo pozorováno v chromozómu Entereococcus faecalis CH116 (146, 155). Shrnutí výsledků: Gen msr(A) byl u 41 izolátů lokalizován na chromozómu ve společném místě, pouze u dvou izolátů byl gen lokalizován na plazmidu. Oblast chromozomálně kódovaného genu msr(A) je u všech patnácti podrobněji studovaných izolátů (Tab. 5.1.) vysoce homologní s plazmidem πSh1, integrovaným v genomu S. haemolyticus JCSC1435 izolovaného v Japonsku (179). Uspořádání genů na tomto plazmidu je konzervovaným souborem jednotlivých genových motivů, jehož menší fragmenty byly odděleně popsány v několika dřívějších studiích. Rozdíly v msr(A) hybridizačních profilech jsou dány výhradně variabilitou v úseku kódujícím resolvasu Bin a rekombinasu Sin. Nalezli jsme pět různých typů uspořádání msr(A) oblastí, které se liší od JCSC1435 tímto: i) vložením části transpozonu Tn552 (typ KM50; 7,2kb msr(A)...
|
|
| |
|
|
Dimerizace Ser/Thr proteinkinasy eukaryotního typu Streptococcus pneumoniae a charakterizace jejího substrátu, fosfoglukosaminmutasy GlmM
Pallová, Petra ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Janata, Jiří (oponent) ; Španová, Alena (oponent)
104 7 Závěr 7.1 Proteinkinasa StkP Připravili jsme kmen S. pneumoniae KDTM-his, který ve svém genomu kóduje epitopem značenou kinázovou doménu proteinkinasy StkP ukotvenou do membrány pomocí transmembránové domény. Imunologickou detekcí s monoklonální protilátkou proti histidinové kotvě jsme potvrdili lokalizaci proteinu v membránové frakci S. pneumoniae. V in vitro kinázových reakcích jsme prokázali, že se jedná o plně funkční protein s autofosforylační aktivitou. Pomocí in vivo reportérového systému jsme zjistili, že transmembránová doména a extracelulární doména proteinkinasy StkP tvoří stabilní dimery. Dimerizace proteinkinasy StkP byla následně potvrzena pomocí nativní elektroforézy. Je tedy velmi pravděpodobné, že proteinkinasa StkP se in vivo vyskytuje ve formě dimeru a dimerizace je nutným předpokladem její autofosforylační aktivity. Na základě těchto výsledků jsme vyslovili hypotézu, že protein kódující kinázovou doménu postrádající transmembránovou doménu není funkční, neboť není schopen dimerizace a podléhá degradaci. 7.2 Fosfoglukosaminmutasa GlmM V in vitro kinázové reakci na bezbuněčných lyzátech S. pneumoniae Cp1015, ∆stkP a ∆phpP-stkP v přítomnosti rekombinantní proteinkinasy StkP jsme prokázali fosforylaci proteinu o molekulové hmotnosti odpovídající fosfoglukosaminmutase GlmM....
|
|
|
Molecular dynamics of proteins interacting with substrate or ligand: mitochondrial processing peptidase and FixL oxygen sensor
Dvořáková Holá, Klára ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Váchová, Libuše (oponent) ; Branny, Pavel (oponent)
I I Ovenvrew I I I II I I I I I I I I I The presenteddoctoralthesis includesfive publishedscientificarticlesand one manuscriptpreparedfor submission.All describestudieson threeproteinmodels.The four papersnumbered(1)- (4)inthelistofpublications,sharea commonobjectivee.i.observingand describingfunctionalproteindynamicsandconformationchangeinducedby ligandor substrate binding,andrepresentthemainresultofmyPhDwork. Thepapers(1)and(4)offerresultsof a projectfrommyhomelaboratoryattheInstitute ofMicrobiologyAS CR, LaboratoryforBiologyofSecondaryMetabolism,underthesupervisionof JiřÍ Janata, PhD. The projectis focusedon the protein-proteindynamicsinteractionof mitochondrialprocessingpeptidase(MPP) fromSaccharomycescerevisiaewithits preproteins substrates. The papers(2)and(3)describeresultsof a project,inwhichI haveparticipatedduring myMarieCuriefellowshipattheEcolePolytechnique(PalaiseauCedex,France),Laboratoryfor OpticsandBiosciences,in2004.Theprojectconcernsresearchon proteinstructuraldynamicsof theheme-basedoxygensensorFixLfromBradyrhizobiumjaponicum,inwhichoxygenbindingto the heme sensor domain inducesconformationchange,which regulatesthe activityof neighboringkinasedomain. ln bothprojects,analogyin methodicalapproach,i.e.seriesof molecularbiologyand...
|
host ::
RSS.