|
|
Vliv proteinu 14-3-3 na intradoménové interakce ubiktivin ligasy Nedd4-2
Pohl, Pavel ; Obšilová, Veronika (vedoucí práce) ; Žáková, Lenka (oponent) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
CZ Lidská ubikvitin ligasa Nedd4-2 (NEDD4L) ubikvitinuje široké spektrum membránových proteinů a receptorů a hraje tak klíčovou roli v udržování homeostázy organismu. Tento enzym je regulován fosforylací a následnou interakcí s proteiny 14-3-3, čímž je primárně ovlivněna schopnost proteinu Nedd4-2 interagovat s různými substráty. Jen velmi málo je však známo o molekulární podstatě této protein-proteinové interakce. V této práci jsme se zaměřili na biofyzikální charakterizaci úlohy jednotlivých fosforylačních míst a mapování strukturních změn Nedd4-2 způsobených vazbou proteinů 14-3-3. Naše experimenty za užití metod analytické ultracentrifugace odhalily, že k stabilní vazbě proteinu Nedd4-2 na proteiny 14-3-3 je zapotřebí primárně dvou fosforylačních míst Ser342 a Ser448 . Krystalová struktura komplexu 14-3-3ηΔC:Nedd4-2335-455 T367A poté odhalila simultánní vazbu obou fosforylovaných reziduí do vazebného žlábku proteinu 14-3-3. Modelování na základě dat z maloúhlového rozptylu rentgenového záření a chemického zesítění spojeného s hmotnostní spektrometrií nastínilo rozsáhlé strukturní změny v oblasti jednotlivých domén proteinu Nedd4-2. Vazba proteinu 14-3-3η blokuje doménu WW3 proteinu Nedd4-2 v centrálním kanálu proteinu 14-3-3 a zároveň mění vzájemné pozice domén WW2 a WW4. WW domény Nedd4-2 jsou...
|
|
|
Biofyzikální charakterizace N-koncové části proteinkinasy ASK1.
Honzejková, Karolína ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Proteinkinasa ASK1 (z anglického "apoptosis signal-regulating kinase 1") je apikální kinasa mitogeny aktivované proteinkinasové kaskády (tzv. MAPK kaskády). Její aktivita je spouštěna např. reaktivními formami kyslíku, cytokiny, stresem endoplasmatického retikula či osmotickým stresem. Aktivace ASK1 má za následek spuštění metabolických drah, na jejichž počátcích stojí mitogeny aktivované proteinkinasy (MAPK) p38 a c-Jun N-koncová kinasa (JNK). Aktivace těchto kinas vede k zánětu nebo smrti buňky. Dysregulace ASK1 je asociována s rozvojem patologických stavů, jakými jsou neurodegenerativní, kardiovaskulární či nádorová onemocnění, což z tohoto proteinu činí potenciální cíl terapeutických zásahů. Aktivita proteinkinasy ASK1 je regulována prostřednictvím protein-proteinových interakcí, mezi hlavní negativní regulátory ASK1 řadíme rodinu dimerních proteinů 14-3-3 a redoxní protein thioredoxin 1. Příkladem pozitivních regulátorů jsou faktory asociované s TNF receptorem. Kromě toho je aktivita ASK1 přísně regulována prostřednictvím oligomerizace. Navzdory neustálému pokroku, kterého je dosahováno v rámci studia tohoto proteinu, je přesný molekulární mechanismus regulace ASK1 a vliv oligomerizace na tento proces nejasný, částečně z důvodu nedostatku strukturních dat. Interakce N-koncových částí dvou...
|
|
|
Studium struktury komplexů proteinu 14-3-3 s CaMKK1 a CaMKK1:Ca2+/CaM
Mikulů, Martina ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Ca2+ -signální dráha je jedním z nejvýznamnějších mechanismů přenosu informace v buňce. Rodina Ca2+ /kalmodulin-dependentních proteinkinas (CaMKs) je skupina se- rin/threonin kinas, jejichž aktivita je regulována intracelulární koncentrací iontů Ca2+ a vazbou receptorového proteinu iontů Ca2+ kalmodulinu (CaM). Součástí této pro- teinové rodiny je tzv. Ca2+ /CaM-dependentní kaskáda, jejímž členem je Ca2+ /CaM- dependentní proteinkinasa kinasa (CaMKK), která se u savců nachází ve dvou iso- formách, CaMKK1 a CaMKK2. Aktivita CaMKK1 je regulována nejen vazbou kalmodulinu, ale i fosforylací cAMP- dependentní proteinkinasou A, která zároveň ve struktuře CaMKK1 vytváří vazebné motivy rozpoznávané regulačními proteiny 14-3-3. Dřívější studie interakce CaMKK1 s proteiny 14-3-3 naznačily, že tato interakce nejen udržuje neaktivní CaMKK1 v inhi- bovaném stavu, ale také znepřístupňuje její aktivní místo a přímo inhibuje aktivitu CaMKK1. Struktura proteinového komplexu, který vzniká mezi CaMKK1 a 14-3-3 proteinem je však stále neznámá. Hlavním cílem této práce bylo charakterizovat proteinové komplexy vznikající in- terakcemi mezi CaMKK1, kalmodulinem a proteinem 14-3-3γ, a to pomocí metod ana- lytické ultracentrifugace,...
|
|
|
Strukturní charakterizace lidské proteinkinasy CaMKK2 a jejích interakcí s vazebnými partnery
Koupilová, Nicola ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
4 Abstrakt Ca2+/kalmodulin-dependentní proteinkinasa kinasa 2 (CaMKK2) patří do rodiny serin/threonin proteinkinas, které se účastní vápníkové signální dráhy. Při zvýšení intracelulární koncentrace vápenatých kationtů dochází k aktivaci kalmodulinu (CaM), který následně aktivuje své vazebné partnery, mezi které patří CaMKII, CaMKIII, CaMKK1 a CaMKK2. CaMKK2 následně aktivuje prostřednictvím fosforylace proteinkinasy CaMKI, CaMKIV a AMP-dependentní kinasu, AMPK. Přirozeně se v buňkách CaMKK2 vyskytuje v autoinhibovaném stavu, který je způsobený sterickým bráněním aktivního místa autoinhibiční doménou. Při vazbě s kalmodulinem dochází k odklonění autoinhibiční domény a tím ke zpřístupnění aktivního místa. Po aktivaci dochází u CaMKK k autofosforylaci a tím ke zvýšení aktivity. Negativní regulace je způsobena fosforylací cAMP-dependentní proteinkinasou A (PKA) a GSK3. Pro CaMKK1 i CaMKK2 byla identifikována místa, která jsou fosforylována PKA. Dvě z nich jsou součástí vazebného motivu pro proteiny 14-3-3. Předchozí studie ukázaly, že protein 14-3-3 udržuje fosforylovanou CaMKK2 v inhibovaném stavu tím, že brání defosforylaci S495, který blokuje vytvoření vazby s kalmodulinem. Nicméně je nejasné, jestli je to jediná úloha proteinu 14-3-3 v regulaci CaMKK2. Hlavním cílem této diplomové práce byla optimalizace...
|
|
|
Structural studies of 14-3-3 protein complexes and their stabilization by small molecule compounds
Lentini Santo, Domenico ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Brynda, Jiří (oponent) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Protein-proteinové interakce (PPI) hrají klíčovou roli téměř ve všech biologických procesech. Mnoho proteinů vyžaduje pro své fungování dynamické interakce s dalšími proteiny či biomolekulami. Proteomické studie naznačily, že lidský proteinový interaktom zahrnuje několika set tisíc proteinových komplexů. Detailní charakterizace PPI je proto nezbytná pro plné pochopení procesů zprostředkovaných proteinovými komplexy. Mnoho PPI je také zapojeno do procesů spojených s přenosem signálu (signálních drah) v rámci řady patologických stavů a tyto PPI představují důležité cíle pro vývoj nových léků, zejména v situacích, kdy nelze použít běžnější strategie, např. obsazení aktivního místa enzymu či vazebné místo receptoru. Tato disertační práce se zaměřuje na proteiny 14-3-3, rodinu adaptorových proteinů účastnících se regulace mnoha signálních drah. 14-3-3 proteiny fungují jako tzv. interakční uzly a kritické regulátory mnoha enzymů, receptorů a strukturních proteinů. Hlavním cílem této práce bylo strukturně charakterizovat vybrané komplexy proteinů 14-3-3 a zkoumat možnost jejich stabilizace nízkomolekulárními látkami. Pomocí kombinace proteinové krystalografie, diferenční skenovací fluorimetrie, fluorescenční polarizace a analytické ultracentrifugace byly studovány PPI mezi proteiny 14-3-3 a jejich dvěma...
|
|
|
Structural study of the ASK1:thioredoxin complex.
Pšenáková, Katarína
4 ABSTRAKT Mitogénmi aktivované proteínové kinázy (MAPK) sú najdôležitejšou súčasťou bunkového obranného systému proti stresu. Schopnosť a účinnosť bunkových reakcií na rôzne stresové signály závisí na signálnych dráhach, kde signály z MAPK kinázy kinázy (MAP3K) sú prenášané pomocou fosforylácie na nižší stupeň kaskády tvorený MAPK kinázami (MAP2K) a následne rovnakým spôsobom na MAPK, ktoré tvoria najnižší stupeň signalizačnej kaskády. ASK1 kináza (z angl. Apoptosis signal-regulating kinase 1) je členom MAP3K rodiny a jej aktivácia a inhibícia má významnú rolu v regulácii bunkovej odpovedi na stresové podnety. Regulácia ľudskej formy ASK1 kinázy má silný vplyv na patogenézu mnohých ochorení, jej nadmerná aktivácia, alebo porucha kontroly jej funkcie je spojená s radou kardiovaskulárnych chorôb, neurodegeneratívnych porúch, zápalových ochorení, infekčných ochorení, bunkovým starnutím a s vznikom nádorov, astmy a cukrovky. Aktivita ASK1 je regulovaná interakciami s rôznymi proteínmi, pozornosť je ale sústredená najmä na dva fyziologické inhibítory, cicavčí tioredoxín (TRX) a proteín 14-3-3. Explicitný mechanizmus inhibície ASK1 vytváraním väzieb s TRX a 14-3-3 je však nejasný, vzhľadom na neexistujúce štruktúrne dáta týchto interakcií. Táto diplomová práca je súčasťou rozsiahleho výskumu ľudskej ASK1 a...
|
|
|
Understanding the interaction of antibodies and transcription factors with their ligands through structural biology
Škerlová, Jana
K pochopení funkce proteinu významně přispívá znalost jeho trojrozměrné struktury, obzvláště v případě komplexů s ligandy. Metody strukturní biologie, jako je rentgenová krystalografie, SAXS nebo NMR, jsou proto ve strukturní analyse interakcí proteinů s ligandy široce využívány. V této práci byly tyto metody využity k objasnění molekulární podstaty dvou biologických dějů využívajících proteinové interakce: rentgenostrukturní analysa byla použita ke studiu vazby efektorové molekuly k prokaryotnímu transkripčnímu faktoru, metody NMR a SAXS byly využity ke studiu interakce monoklonální protilátky s proteinovým antigenem. Transkripční regulátor DeoR negativně reguluje expresi katabolických genů pro utilizaci deoxyribonukleosidů a deoxyribosy v bakterii Bacillus subtilis. DeoR se skládá z N-koncové DNA-vazebné domény a z C-koncové efektor-vazebné domény (C-DeoR). Jeho funkce je regulována vazbou nízkomolekulárního efektoru deoxyribosa-5-fosfátu. Vyřešili jsme krystalové struktury C-DeoR ve volné formě a v komplexu s deoxyribosa-5-fosfátem. Strukturní analysa odhalila unikátní vazbu mezi molekulou efektoru a lysylovým zbytkem efektor-vazebného místa prostřednictvím reversibilní dvojné vazby typu Schiffovy base. Fysiologická relevance této vazby byla potvrzena mutačními experimenty a také analysou tvorby...
|
|
|
Studium struktury komplexů proteinu 14-3-3 s CaMKK1 a CaMKK1:Ca2+/CaM
Mikulů, Martina ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Ca2+ -signální dráha je jedním z nejvýznamnějších mechanismů přenosu informace v buňce. Rodina Ca2+ /kalmodulin-dependentních proteinkinas (CaMKs) je skupina se- rin/threonin kinas, jejichž aktivita je regulována intracelulární koncentrací iontů Ca2+ a vazbou receptorového proteinu iontů Ca2+ kalmodulinu (CaM). Součástí této pro- teinové rodiny je tzv. Ca2+ /CaM-dependentní kaskáda, jejímž členem je Ca2+ /CaM- dependentní proteinkinasa kinasa (CaMKK), která se u savců nachází ve dvou iso- formách, CaMKK1 a CaMKK2. Aktivita CaMKK1 je regulována nejen vazbou kalmodulinu, ale i fosforylací cAMP- dependentní proteinkinasou A, která zároveň ve struktuře CaMKK1 vytváří vazebné motivy rozpoznávané regulačními proteiny 14-3-3. Dřívější studie interakce CaMKK1 s proteiny 14-3-3 naznačily, že tato interakce nejen udržuje neaktivní CaMKK1 v inhi- bovaném stavu, ale také znepřístupňuje její aktivní místo a přímo inhibuje aktivitu CaMKK1. Struktura proteinového komplexu, který vzniká mezi CaMKK1 a 14-3-3 proteinem je však stále neznámá. Hlavním cílem této práce bylo charakterizovat proteinové komplexy vznikající in- terakcemi mezi CaMKK1, kalmodulinem a proteinem 14-3-3γ, a to pomocí metod ana- lytické ultracentrifugace,...
|
|
|
Biofyzikální charakterizace N-koncové části proteinkinasy ASK1.
Honzejková, Karolína ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Proteinkinasa ASK1 (z anglického "apoptosis signal-regulating kinase 1") je apikální kinasa mitogeny aktivované proteinkinasové kaskády (tzv. MAPK kaskády). Její aktivita je spouštěna např. reaktivními formami kyslíku, cytokiny, stresem endoplasmatického retikula či osmotickým stresem. Aktivace ASK1 má za následek spuštění metabolických drah, na jejichž počátcích stojí mitogeny aktivované proteinkinasy (MAPK) p38 a c-Jun N-koncová kinasa (JNK). Aktivace těchto kinas vede k zánětu nebo smrti buňky. Dysregulace ASK1 je asociována s rozvojem patologických stavů, jakými jsou neurodegenerativní, kardiovaskulární či nádorová onemocnění, což z tohoto proteinu činí potenciální cíl terapeutických zásahů. Aktivita proteinkinasy ASK1 je regulována prostřednictvím protein-proteinových interakcí, mezi hlavní negativní regulátory ASK1 řadíme rodinu dimerních proteinů 14-3-3 a redoxní protein thioredoxin 1. Příkladem pozitivních regulátorů jsou faktory asociované s TNF receptorem. Kromě toho je aktivita ASK1 přísně regulována prostřednictvím oligomerizace. Navzdory neustálému pokroku, kterého je dosahováno v rámci studia tohoto proteinu, je přesný molekulární mechanismus regulace ASK1 a vliv oligomerizace na tento proces nejasný, částečně z důvodu nedostatku strukturních dat. Interakce N-koncových částí dvou...
|
|
|
Structural study of the ASK1:thioredoxin complex.
Pšenáková, Katarína
4 ABSTRAKT Mitogénmi aktivované proteínové kinázy (MAPK) sú najdôležitejšou súčasťou bunkového obranného systému proti stresu. Schopnosť a účinnosť bunkových reakcií na rôzne stresové signály závisí na signálnych dráhach, kde signály z MAPK kinázy kinázy (MAP3K) sú prenášané pomocou fosforylácie na nižší stupeň kaskády tvorený MAPK kinázami (MAP2K) a následne rovnakým spôsobom na MAPK, ktoré tvoria najnižší stupeň signalizačnej kaskády. ASK1 kináza (z angl. Apoptosis signal-regulating kinase 1) je členom MAP3K rodiny a jej aktivácia a inhibícia má významnú rolu v regulácii bunkovej odpovedi na stresové podnety. Regulácia ľudskej formy ASK1 kinázy má silný vplyv na patogenézu mnohých ochorení, jej nadmerná aktivácia, alebo porucha kontroly jej funkcie je spojená s radou kardiovaskulárnych chorôb, neurodegeneratívnych porúch, zápalových ochorení, infekčných ochorení, bunkovým starnutím a s vznikom nádorov, astmy a cukrovky. Aktivita ASK1 je regulovaná interakciami s rôznymi proteínmi, pozornosť je ale sústredená najmä na dva fyziologické inhibítory, cicavčí tioredoxín (TRX) a proteín 14-3-3. Explicitný mechanizmus inhibície ASK1 vytváraním väzieb s TRX a 14-3-3 je však nejasný, vzhľadom na neexistujúce štruktúrne dáta týchto interakcií. Táto diplomová práca je súčasťou rozsiahleho výskumu ľudskej ASK1 a...
|
host ::
RSS.