|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Influence of phosphorylation on the conformation of peptides and proteins
Jurásková, Veronika ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Berka, Karel (oponent)
Název: Vliv fosforylace na konformaci peptidů a proteinů Autor: Ing. Veronika Jurásková Katedra: Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Vedoucí práce: RNDr. Jiří Vondrášek, CSc. Konzultant: Mgr. Jiří Vymětal, PhD. Abstrakt: V předkládané práci jsem se zabývala studiem vlivu fosforylace na konfor- maci peptidů a proteinů. Zaměřila jsem se na tři nejčastěji fosforylované aminokyseliny - serin, threonin a tyrosin. Pomocí metadynamiky jsem studovala změnu konformace vlivem fosforylace u jednoduchých dipeptidů a také složitějších pentapeptidů. Zjistila jsem, že fosforylace jednotlivých aminokyselin vede ke strukturním změnám, které jsou charakteristické pro každou aminokyselinu. Zatímco fosforylace serinu zvyšuje prefer- enci pravotočivého alfa helixu, fosforylace threoninu vede k extendované struktuře a konformace tyrosinu není fosforylací ovlivněna. Dále jsem studovala změnu konformace serinu v delších peptidech získaných z fosforylačních míst nestrukturovaných proteinů pomocí klasické dynamiky. Pokusila jsem simulovat také fosforylované a nefosforylo- vané varianty proteinů se známou strukturou publikovanou v RCSB PDB databázi. Získané výsledky jsem poté porovnávala s dostupnými výpočetními a experimentál- ními daty. Klíčová slova: fosforylace, dipeptidy, pentapeptidy, metadynamika, molekulová dy-...
|
|
|
Preparation and characterization of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase kinase 2 (CaMKK2).
Jarosilová, Kateřina ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Vondrášek, Jiří (oponent)
Kalmodulinová proteinkinasová kaskáda je signální dráha, která se podílí na buněčné odpovědi na zvýšenou koncentraci vápenatých iontů uvnitř buňky. Ca2+ patří mezi sekundární posly, které zajišťují odpověď na mnoho podnětů. Většina těchto odpovědí začíná navázáním vápenatých iontů na kalmodulin, receptorový protein uvnitř buňky. Vazbou se zvyšuje afinita kalmodulinu k dalším proteinům, které jsou součástí signální kaskády. Jedním z interakčních partnerů kalmodulinu je kalcium/kalmodulin-dependentní proteinkinasa kinasa 2 (CaMKK2). CaMKK2 je serin/treoninová proteinkinasa, která se podílí zejména na regulaci genové exprese, dále také na regulaci energetické rovnováhy. CaMKK2 se skládá z několika funkčních oblastí, z nichž nejprozkoumanější je kinasová doména (její struktura již byla vyřešena díky krystalografickým studiím). Ta se nachází v prostřední části proteinu (přibližně 298 aminokyselinových zbytků) o velikosti 588 aminokyselin. U zbytku proteinu se předpokládá, že je převážně nestrukturovaný a částečně se strukturalizuje až po navázání ligandu. Cílem této práce bylo připravit několik expresních konstruktů lidské CaMKK2. Tyto konstrukty jsou určeny pro strukturní studie a dále také pro studium interakcí a aktivity jednotlivých proteinů. Při navrhování a přípravě expresních konstruktů se...
|
|
|
Computational study of short peptides and miniproteins in different environments
Vymětal, Jiří ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Svozil, Daniel (oponent) ; Berka, Karel (oponent)
Peptidy, kromě své biologické funkce, představují take důležité modely nesbalených, de- naturovaných nebo nestrukturovaných proteinů. Pobobně důležitými modely pro exper- imentální i teoretické studium sbalování proteinů jsou miniproteiny, jako např. Trp- cage. Chování peptidů i proteinů lze studovat v počítačových simulacích pomocí metod molekulární dynamiky, které umožnují sledovat děje v atomistickém rozlišení. Tyto metody však čelí však dvěma zásadním problémům - přesnosti používaných energetick- ých funkcí a nedostatečnému vzorkování konformačních stavů. V této disertaci jsem se zabýval oběma okruhy problémů. Vliv rozdílných, běžně používných energetických funkcí ("force fields") byl testován na modelu aminokyselinových dipeptidů. Žádná sada parametrů však nedokázala konzis- tentně reprodukovat konformační preference jednotlivých aminokyselin. Výsledky simu- lací byly mezi sebou srovnány a byly hledány příčiny jejich vzájemných odlišností. Abychom odhalili, jakým způsobem různé podmínky ovlivňují konformační stavy peptidů, zkoumali jsme vlastnosti aminokyselin v AAXAA peptidech. Simulace odhalily zásadní rozdíl ve vlivu tepelné a chemické denaturace (močovinou) na charakter a zastoupení konformací peptidů, stejně jako konformačních preferencí jednotlivých aminokyselin. K problematice vzorkování...
|
|
|
Interaction preferences in protein - DNA complexes
Jakubec, Dávid ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Berka, Karel (oponent)
Interakční preference v komplexes protein - DNA Dávid Jakubec Abstrakt Interakce proteinů s DNA jsou základem mnoha esenciálních biologických pochodů. Navzdory dosavadním snahám se zatím nepodařilo kompletně objasnit pravidla řídící rozpoznávání specifických úseků nukleových kyselin proteiny. V této práci se pokouším prozkoumat proces rozpoznávání DNA rozdělením složité sítě kontaktů na rozhraní protein - DNA do příspěvků jednotlivých párů aminokyselina - nukleotid. Tyto páry byly získány z exis- tujících struktur protein - DNA komplexů ve vysokém rozlišení a zpracovány bioinformatickými metodami a nástroji výpočetné chemie. Nově jsem zavedl kritéria specificity sprahující pozorované geometrické preference s relativní energetickou bilancí párů. Aplikací těchto kritérií jsem rozšířil knihovnu párů aminokyselina - nukleotid které se mohou podílet na přímém rozpoznávání sekvence. S cílem prozkoumat fyzikální základy pozorované specificity jsem vypočítal mapy elektrostatických potenciálů pro jednotlivé nukleotidy a vy- brané komplexy. 1
|
|
| |
|
|
Intermolecular interactions in proteins
Kysilka, Jiří ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Ettrich, Rüdiger (oponent) ; Banáš, Pavel (oponent)
Mezimolekulové interakce v proteinech - Abstrakt Mgr. Jiří Kysilka Nekovalentní interakce jsou zodpovědné za folding proteinů i za molekulární rozpoznávání během interakce proteinů s dalšími molekulami, například s různými ligandy, dalšími proteiny či molekulami solventu. Abychom těmto procesům, kterých se proteiny účastní, mohli porozumět, je třeba kvalitního popisu nekovalentních interakcí. Většina metod, které jsou výpočetně dostupné pro biologicky zajímavé systémy, však má problém se správným popisem disperzního členu. V této práci je využito korekční schéma DFT/CC pro výpočet interakčních energií malých molekul interagujících s grafitickým povrchem. Tyto výsledky slouží jako benchmark pro interakci funkčních skupin proteinů s hydrofobním prostředím. V následující části práce je zkoumána role nekovalentních interakcí při procesech protein-protein interakce a hydratace proteinu. Na souboru 69 proteinových dimerů byly lokalizovány interakční interface a bylo charakterizováno jejich složení. Bylo ukázáno, že interface dává přednost rozvětveným hydrofobním aminokyselinám (Ile, Leu, Val) a aromatickým aminokyselinám (Phe, Tyr), zatímco vylučuje nabité aminokyseliny kromě Arg. Relativní preference pro výběr interakčního partnera je podobný pro aminokyseliny na interface i uvnitř proteinu, avšak interakce párů...
|
|
|
Identification and modeling of gene expression regulatory networks during streptomycetes germination
Straková, Eva ; Vohradský, Jiří (vedoucí práce) ; Stopka, Pavel (oponent) ; Vondrášek, Jiří (oponent)
Streptomycety jsou studovány především kvůli své schopnosti produkovat antibiotika, ale také jako modelový bakteriální organismus s komplexním buněčným cyklem. V této práci byl systémově studován proces klíčení (germinace) Streptomyces coelicolor za použití transkriptomických a proteomických metod. Klíčení představuje základní vývojový přechod z klidového období buňky do vegetativní fáze růstu. Během počátečních 5,5 h klíčení byly ve 13 časových bodech měřeny změny exprese mRNA a celková vnitrobuněčná koncentrace proteinů, včetně monitorování aktuání proteosyntézy. Pro kvantifikaci transkriptu byla použita metoda DNA mikročipů, proteiny byly měřeny pomocí dvourozměrné gelové elektroforézy. Modelováním genové expresse byly rekonstruovány genetické sítě a identifikovány funkční skupiny genů regulované určitými sigma faktory. Výstupem modelování byl soubor parametrů, který umožnil simulovat kinetiku regulace mezi sigma faktory a regulovanými geny. Bylo zjištěno, že klíčovou roli během procesu hrají sigma faktory SigR a HrdD, jejichž regulony byly identifikovány. Z transkriptomických i proteomických dat vyplývá, že nejintenzivnější odezva buňky na vnější prostředí probíhá během první hodiny germinace, aktivací různých regulačních mechanismů. Pro porovnání globálních trendů v expresi genů/proteinů byla...
|
host ::
RSS.