|
|
Biogenesis of mitochondria in parasitic protist Trypanosoma brucei
Mach, Jan
Výzkum zaměřený na mitochondrie, včetně jejich redukovaných forem, jako jsou hydrogenosomy a mitosomy, vedl v poslední době u této nepostradatelné organely k objevu nečekané diverzity. Je zajímavé, že mitochondrie parazitického prvoka Trypanosoma brucei je schopna, v závislosti na dostupných zdrojích uhlíku, projít pozoruhodnými funkčními a strukturními změnami. Mimoto bylo navrženo, že trypanosomy patří mezi nejstarší známá eukaryota a jako taková vzbuzuje jejich mitochondrie u biologů o to větší zájem. Abychom přispěli k poznání mitochondriální biogeneze a funkce, zaměřili jsme se na studium dvou klíčových mitochondriálních procesů, štěpení preproteinů importovaných do mitochondrie a mechanismus transportu pyruvátu do těchto organel. Navíc jsme studovali příjem železa do T. brucei. Tento kov je nezbytný pro funkci mnoha proteinů, především pro železo-sirné mitochondriální proteiny. Evoluční historie trypanosom a jejich mitochondrie je sporná. Na základě některých zpráv představuje mitochondrie trypanosom původní formu této organely, což je podpořeno objevením domnělé archaické translokázy vnější mitochondriální membrány (ATOM) a jediného typu translokázy, tvořící pór na vnitřní mitochondriální membráně. My jsme naopak identifikovali a charakterizovali mitochondriální procesující peptidázu v...
|
|
|
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...
|
|
|
Syntéza železo-sirných center u anaerobních protist
Zelená, Marie ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Mach, Jan (oponent)
Železo-sirná centra jsou malé anorganické kofaktory proteinů přítomné ve všech buňkách. Tyto proteiny se účastní důležitých buněčných procesů, jako je například genová exprese, či dýchací řetězec. In vivo syntéza železo-sirných center probíhá prostřednictvím složitých biosyntetických drah, které jsou v eukaryotických buňkách lokalizované v mitochondrii, cytosolu a plastidech. Syntéza v cytosolu je závislá na produktu mitochondriální dráhy. Mitochondrie anaerobních protist ve většině případů podléhají různému stupni reduktivní evoluce, s čímž souvisí i modifikace mitochondriální dráhy pro syntézu železo-sirných center. V mnoha případech tyto organismy získaly laterálním genovým přenosem alternativní biosyntetické dráhy, které fungují jako doplněk k mitochondriální dráze, či ji zcela nahrazují. Nahrazení mitochondriální dráhy dráhou alternativní bylo nejspíše klíčovou událostí, která umožnila sekundární ztrátu mitochondrie. Klíčová slova: Železo-sirná centra, anaerobní protista, ISC, CIA, SUF, mitochondrie
|
|
|
Developmental, pathobiochemical and molecular aspects of selected inborn errors of metabolism
Kolářová, Hana ; Honzík, Tomáš (vedoucí práce) ; Drahota, Zdeněk (oponent) ; Morava Kozicz, Eva (oponent)
Dědičné poruchy metabolismu představují heterogenní skupinu vzácných onemoc- nění, jež obvykle postihují méně než 1 na 100 000 živě narozených dětí. Vzhledem k jejich nízké prevalenci zůstávají často na okraji zájmu základního i aplikovaného výz- kumu farmaceutických společností. Studium vzácných onemocnění představuje jediný způsob jak zlepšit prognózu pacientů. Předkládaná dizertační práce se věnuje především problematice poruch mitochondriálního metabolismu. Jejím záměrem bylo charakterizovat mitochondriální biogenezi během fetálního období a v průběhu dětského i dospělého věku. Další část se zabývá studiem mitochondriálních neuropatií optiku na klinické, biochemické a molekulárně-genetické úrovni. Tato práce významně podpořila dřívější nález, že 22. gestační týden je kritickou periodou pro viabilitu plodu, což je nutno zvážit především při tvorbě doporučení pro resuscitaci nedonošených novorozenců. Další přínosem byla charakterizace velkého souboru pacientů s neuropatiemi optiku na podkladě mitochondriální dysfunkce. Podařilo se nám charakterizovat více než 200 pacientů na biochemické a molekulárně- genetické úrovni, kteří byli popsáni jak v kazustických sděleních (LHON/MELAS překryvný syndrom), tak i v mezinárodních kohortových studiích (MELAS, DOA, extraokulární příznaky LHON). Hlavním...
|
|
|
Ztráty mitochondrií a plastidů v evoluci eukaryot
Trokšiar, David ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Hadariová, Lucia (oponent)
- 4 - Abstrakt: Mitochondrie i plastidy byly získány endosymbiotickou událostí, při které došlo k pohlcení prokaryotického organismu předky dnešních eukaryot. V evoluci plastidů je známo více endosymbiotických událostí. Při primární endosymbióze došlo k pohlcení sinice heterotrofním eukaryotickým organismem. Při následujících sekundárních, terciérních a kvartérních endosymbiótických událostech, došlo k pohlcení eukaryotické buňky jiným eukaryotem. Mitochondrie vznikla pohlcením α-proteobakterie. V evoluci eukaryot došlo u mnohých druhů k redukcím mitochondrie, které umožnili život v anaerobním prostředí. Nejméně redukovanou formou jsou anaerobní mitochondrie, které si společně s aerobní mitochondrií a vodík produkující mitochondrií zachovaly genom. Hydrogenosomy a nejvíce redukované mitosomy si genom nezachovaly. Opakované redukce plastidů v mnohých liniích vedly ke ztrátě schopnosti fotosyntetizovat. V posledních letech přibývá dokladů o organismech, které semiautonomní organelu zcela ztratily. Ke ztrátě plastidu došlo minimálně u dvou parazitických zástupců alveolát, Cryptosporidium parvum a Hematodinium sp., a ke ztrátě mitochondrie u endobioticky žijící oxymonády Monocercomonoides sp.. Semiautonomní organely se staly u těchto druhů postradatelné, jelikož tyto organizmy dokázaly jejich metabolismus...
|
|
| |
|
|
Kapacita mitochondriálního energetického metabolismu v kultivovaných kožních fibroblastech
Daňhelovská, Tereza ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Ješina, Pavel (oponent)
Mitochondriální onemocnění patří, se svojí incidencí 1:5000 živě narozených dětí, k jedněm z nejčastějších metabolických poruch. Jedná se o klinicky heterogenní skupinu chorob způsobenou mutacemi ve více než 250 genech. Diagnostika pacientů s podezřením na mitochondriální onemocnění obnáší celou řadu biochemických analýz. Jednou z nich je i analýza kapacity mitochondriálního energetického metabolismu (KMEM). Jedná se o sledování oxidace 14 C značených substrátů pyruvátu, malátu a sukcinátu v sérii 10 inkubacích, které obsahují různé donory a akceptory acetyl-CoA a inhibitory Krebsova cyklu. Výsledky analýzy KMEM nám podávají široké spektrum informací o mitochondriálním energetickém metabolismu daného jedince v konkrétní tkáni. V rámci diagnostiky pacientů s podezřením na mitochondriální onemocnění je KMEM stanovována v kosterním svalu. Cílem práce je optimalizovat metodu analýzy KMEM pro její využití v kultivovaných kožních fibroblastech. Celkem byla analýza KMEM v kultivovaných kožních fibroblastech provedena u 23 pacientů s primárním deficitem systému oxidativní fosforylace (OXPHOS), u 7 pacientů se sekundárním deficitem OXPHOS a u 15 kontrolních linií. Výsledky analýzy KMEM v kultivovaných kožních fibroblastech byly následně porovnány s výsledky spektrofotometrického měření aktivit jednotlivých...
|
|
|
Biogenesis of mitochondria in parasitic protist Trypanosoma brucei
Mach, Jan ; Tachezy, Jan (vedoucí práce) ; Yurchenko, Vyacheslav (oponent) ; Hashimi, Hassan (oponent)
Výzkum zaměřený na mitochondrie, včetně jejich redukovaných forem, jako jsou hydrogenosomy a mitosomy, vedl v poslední době u této nepostradatelné organely k objevu nečekané diverzity. Je zajímavé, že mitochondrie parazitického prvoka Trypanosoma brucei je schopna, v závislosti na dostupných zdrojích uhlíku, projít pozoruhodnými funkčními a strukturními změnami. Mimoto bylo navrženo, že trypanosomy patří mezi nejstarší známá eukaryota a jako taková vzbuzuje jejich mitochondrie u biologů o to větší zájem. Abychom přispěli k poznání mitochondriální biogeneze a funkce, zaměřili jsme se na studium dvou klíčových mitochondriálních procesů, štěpení preproteinů importovaných do mitochondrie a mechanismus transportu pyruvátu do těchto organel. Navíc jsme studovali příjem železa do T. brucei. Tento kov je nezbytný pro funkci mnoha proteinů, především pro železo-sirné mitochondriální proteiny. Evoluční historie trypanosom a jejich mitochondrie je sporná. Na základě některých zpráv představuje mitochondrie trypanosom původní formu této organely, což je podpořeno objevením domnělé archaické translokázy vnější mitochondriální membrány (ATOM) a jediného typu translokázy, tvořící pór na vnitřní mitochondriální membráně. My jsme naopak identifikovali a charakterizovali mitochondriální procesující peptidázu v...
|
|
|
Biogenesis of mitochondria in parasitic protist Trypanosoma brucei
Mach, Jan
Výzkum zaměřený na mitochondrie, včetně jejich redukovaných forem, jako jsou hydrogenosomy a mitosomy, vedl v poslední době u této nepostradatelné organely k objevu nečekané diverzity. Je zajímavé, že mitochondrie parazitického prvoka Trypanosoma brucei je schopna, v závislosti na dostupných zdrojích uhlíku, projít pozoruhodnými funkčními a strukturními změnami. Mimoto bylo navrženo, že trypanosomy patří mezi nejstarší známá eukaryota a jako taková vzbuzuje jejich mitochondrie u biologů o to větší zájem. Abychom přispěli k poznání mitochondriální biogeneze a funkce, zaměřili jsme se na studium dvou klíčových mitochondriálních procesů, štěpení preproteinů importovaných do mitochondrie a mechanismus transportu pyruvátu do těchto organel. Navíc jsme studovali příjem železa do T. brucei. Tento kov je nezbytný pro funkci mnoha proteinů, především pro železo-sirné mitochondriální proteiny. Evoluční historie trypanosom a jejich mitochondrie je sporná. Na základě některých zpráv představuje mitochondrie trypanosom původní formu této organely, což je podpořeno objevením domnělé archaické translokázy vnější mitochondriální membrány (ATOM) a jediného typu translokázy, tvořící pór na vnitřní mitochondriální membráně. My jsme naopak identifikovali a charakterizovali mitochondriální procesující peptidázu v...
|
|
|
Impact of the glycine-rich loop on the function of processing peptidases of the mitochondrial type
Kučera, Tomáš ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Bařinka, Cyril (oponent) ; Ettrich, Rüdiger (oponent)
SOUHRN Většina mitochondriálních proteinů je syntetizována na cytosolických ribozomech ve formě svých prekurzorů nesoucích signální sekvence, které umožňují jejich transport do mitochondrií. Jakmile proteinový prekurzor dosáhne mitochondriální matrix, signální sekvence již není potřeba a je odštěpena heterodimerní mitochondriální "processing" peptidasou (MPP; α/β). Ačkoli krystalová struktura MPP je známa, mechanismus funkce MPP je stále předmětem diskusí. Volná molekulárně-dynamická (MD) simulace byla použita k detailnímu studiu strukturních znaků glycinové smyčky (GRL) regulační α-podjednotky kvasinkové MPP. Struktury divoké a mutantní formy MPP s delecí celé glycinové smyčky byly studovány i v přítomnosti substrátu v aktivním místu peptidasy. Cílená MD simulace byla použita ke studiu mechanismu translokace substrátu z GRL do aktivního místa. Prokázali jsme, že přirozená konformační flexibilita GRL je zcela zásadní pro translokaci substrátu z okolního prostředí do aktivního místa peptidasy. Ukazujeme, že α-helikální konformace substrátu je důležitá nejen během jeho prvotního kontaktu s MPP (t.j. rozpoznání substrátu), ale také později, přinejmenším během prví třetiny translokační dráhy substrátu. Dále ukazujeme, že substrát zůstává v kontaktu s GRL během celé první třetiny translokace, během níž...
|
host ::
RSS.