|
|
Analýza sekundárních metabolitů streptomycet Ramanovou spektroskopií in vivo
Mikulová, Adéla ; Petříčková, K. ; Bobek, J. ; Chroňáková, Alica ; Samek, Ota ; Pilát, Zdeněk
Práce se zabývá studiem Ramanových spekter sekundárních metabolitů bakterií rodu Streptomyces, zejména polyenních antifungálních látek. Purifikované izoláty a komerční standardy těchto sloučenin byly využity k pořízení referenčních spekter, ze kterých byly odvozeny spektrální markery charakterizující konkrétní detaily chemické struktury. Verifikace pozorovaných markerů byla provedena pomocí predikcí Ramanových spekter in silico. Následně byly tyto poznatky využity ke spektroskopické charakterizaci složení sekundárních metabolitů in vivo, přímo v bakteriích rostoucích na pevném médiu. Vypracované metodiky pomohou optimalizovat podmínky pro biotechnologickou produkci antibiotik.
|
|
|
Příprava geneticky manipulovaných producentů hybridních manumycinů
Krýslová, Dita ; Petříčková, Kateřina (vedoucí práce) ; Doubravová, Linda (oponent)
Bakterie rodu Streptomyces se řadí mezi největší producenty sekundárních metabolitů mezi mikroorganismy. Těchto sekundárních metabolitů produkují celou řadu, významnou skupinou jsou manumycinová antibiotika. Tato antibiotika patří do skupiny polyketidových látek. Zatímco antibiotický účinek u nich není příliš významný, ostatní biologické vlastnosti mají naopak velký potenciál v léčbě zánětů, nádorů apod. Skládají se z hlavní centrální jednotky, ke které jsou připojeny dva polyketidové řetězce, horní a spodní. Na konci spodního polyketidového řetězce je většinou připojená tzv. C5N jednotka. Tato práce vychází především z antibiotika objeveného naší laboratoří, colabomycinu E. Toto antibiotikum je novým členem metabolitů manumycinového typu produkovaných Streptomyces aureus SOK1/5-04. Na základě předchozích výzkumů a popisu jednotlivých genů v genovém klastru colabomycinu E, byla vznesena otázka, zda by nebylo možné vylepšit biologickou aktivitu připojením jiné než C5N jednotky, konkrétně jednotky pocházející z aminokumarinového antibiotika novobiocinu. 4,7-dihydroxykumarinová jednotka novobiocinu je farmakofor, nositel kancerostatické aktivity. Výsledný hybridní metabolit by mohl mít ve srovnání s colabomycinem E posílenou kancerostatickou aktivitu. Za připojení C5N jednotky ke spodnímu...
|
|
|
Detekce železem indukovaných proteinů a jejich vlivu na produkci antracyklinů v submerzní kultuře \kur{Streptomyces coeruleorubidus}
MICHALCOVÁ, Zuzana
V rámci této bakalářské práce byly analyzovány proteiny ze skupiny enzymů - esteráz a jejich možná indukce po přidání železa do kultivačního media. Dále byl hodnocen vliv přídavku Fe2+ kationtů na produkci daunomycinu v submerzní kultuře Streptomyces coeruleorubidus. Práce je rozdělena na dvě části. V první části byl představen rod aktinobakterií Streptomyces, jejich výskyt, vlastnosti a možný přínos díky produkci sekundárních metabolitů. Ve druhé, experimentální části, byl popsán použitý kmen Streptomyces coeruleorubidus. Vliv přídavku železa byl hodnocen pomocí HPLC analýzy a nativní polyakrylamidové elektroforézy (nativní PAGE). Pomocí analýzy HPLC bylo zjištěno, že přidání železa ve formě FeSO4 do media zvyšuje produkci daunomycinu, a to přibližně 21,5x. Při nativní PAGE byly po obarvení gelu zjištěny proteiny (esterázy), nejspíše ze skupin a esteráz, které byly kmenem Streptomyces coeruleorubidus produkovány navíc či ve větší míře, pokud medium obsahovalo železo.
|
|
| |
|
|
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...
|
|
|
Mutační analýza biosyntézy manumycinových antibiotik
Kolek, Jan ; Petříček, Miroslav (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Mutační analýza biosyntézy manumycinových antibiotik Manumycinová antibiotika jsou sekundární metabolity, které patří do velké skupiny polyketidových látek. Jsou produkována výhradně bakteriemi rodu Streptomyces. Manumycinová antibiotika jsou charakterizována dvěma lineárními polyketidovými řetězci, které jsou připojeny k centrální mC7N podjednotce. Spodní řetězec je často zakončen C5N podjednotkou. Manumyciny vykazují mnoho biologických aktivit. Byla u nich prokázána antimikrobiální aktivita výhradně vůči gram-pozitivním bakteriím. Dalšími pozorovanými aktivitami je například antimykotická, insekticidní nebo protizánětlivá aktivita. Manumycinové metabolity jsou také potencionálními kancerostatiky. Pro přípravu těchto látek fermentační cestou je důležitá znalost jejich biosyntetických drah. Mutační analýza je založena na technikách genového inženýrství. Je vhodná ke zkoumání biosyntetických drah sekundárních metabolitů a také genů zapojených do jejich genetického podkladu. Jejím výsledkem je komplexní přehled o biosyntetické dráze daného metabolitu. Tuto znalost lze použít např. v metodách kombinatorní biosyntézy nebo mutasyntézy k produkci nových metabolitů. Hybridní látky by se mohly v budoucnosti stát např. novými účinnými antibiotiky nebo kancerostatiky pro použití v lékařství. Klíčová slova: manumycin,...
|
|
|
Analýza genového shluku kódujícího biosyntézu manumycinového antibiotika U-62162 a způsoby jeho modifikace
Urbanová, Daniela ; Petříček, Miroslav (vedoucí práce) ; Schierová, Michaela (oponent)
Bakterie rodu Streptomyces jsou největšími producenty antibiotik mezi mikroorganizmy. Malou skupinou těchto látek jsou manumycinová antibiotika. Jejich antibiotické účinky nejsou příliš významné, zato vykazují biologické vlastnosti, které mají potenciál pro využití například v léčbě zánětů, nádorů či Alzheimerovy choroby. Struktura manumycinových látek je tvořena centrální jednotkou, na kterou se váže horní a spodní polyketidový řetězec, na konci spodního řetězce je pak většinou připojená tzv. C5N jednotka. Látka U-62162 produkovaná Streptomyces verdensis se od ostatních členů manumycinové skupiny výrazně odlišuje strukturou spodního řetězce, který je zcela nasycený a postrádá C5N jednotku. Genový shluk kódující biosyntézu U-62162 byl osekvenován a u identifikovaných ORF byly navrženy proteinové produkty. Heterologní exprese tohoto shluku ukázala, že některé geny pro syntézu horního řetězce jsou kódovány na jiném místě chromozomu. Inserční inaktivací genu vrdER bylo potvrzeno, že za nasycenost spodního řetězce je zodpovědná enoylreduktáza. Biosyntézy se naopak zřejmě neúčastní DSBA oxidoreduktáza, jejíž gen je na kraji tohoto shluku. Vložení genů pro syntézu C5N jednotky nemělo za následek vznik derivátů s touto jednotkou připojenou na spodní řetězec, ať nasycený nebo nenasycený. Příčina...
|
|
|
Specifické vlastnosti streptomycet izolovaných z lidských tkání
Kodatová, Anežka ; Petříčková, Kateřina (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Tato bakalářská práce se věnuje aktivitám bakteriálního rodu Streptomyces, a to ve vztahu k rostlinám, živočichům a člověku. Je známa řada symbiotických vztahů streptomycet s rostlinami, existuje ale i patogenní zástupce S. scabies. Jakožto primárně půdní bakterie není jejich asociace s živočichy příliš častá, ale ani výjimečná. Symbiotické vztahy byly pozorovány mimo jiné u několika druhů hmyzu. Streptomycety byly opakovaně izolovány z lidského mikrobiomu, o jejich vlivu na lidské tělo je ale prozatím dostupno minimum informací. Vzhledem k široké produkci sekundárních metabolitů ovlivňujících jiné mikroorganismy lze však předpokládat, že jejich role je nezanedbatelná. Vztah lidských streptomycet a člověka by mohl mít paralelu v jejich symbióze s rostlinami a hmyzem, nelze však vyloučit ani jistý vliv na patogenezi. U testovaných zástupců byla dokázána schopnost beta hemolýzy. Mimo to existují případy závažných onemocnění způsobených streptomycetami. Vedle relativně běžných aktinomycetomů v oblastech Súdánu a Indie byly výjimečně popsány choroby jako zápal plic či absces mozku.
|
|
|
The effect of 6S-like RNAs on physiological differentiation of Streptomyces coelicolor
Burýšková, Barbora ; Bobek, Jan (vedoucí práce) ; Branny, Pavel (oponent)
Rozmanitost bakterií a jejich genomů může zapříčinit konzervaci funkčních molekulárních motivů na úrovni strukturní místo konzervace na úrovni sekvencí. V případě regulační 6S RNA byly nalezeny sekvenční homology u více než sta bakteriálních druhů. U bakterií rodu Strepomyces však nebyl nalezen žádný. Jedinečný genom těchto bakterií, důležitých pro svou schopnost produkce antibiotik, má vysoký obsah G-C párů bází a je představitelem unikátních genomů fylogeneticky staré větve Aktinobakterií. Funkce nekódující 6S RNA je dána její sekundární strukturou. 6S RNA svou strukturou napodobují cílové promotorové sekvence a vychytávají tak sigma faktory, které jsou součástí transkripčního aparátu. Tímto napomáhají přepínání souborů exprimovaných genů během vývojových přechodů. Pomocí porovnání in silico predikovaných sekundárních struktur známých 6S RNA byl vytvořen počítačový model, který predikoval 6S-like RNA u Streptomycet. Cílem této práce bylo ověřit expresi těchto 6S-like RNA predikovaných u Streptomyces coelicolor pomocí RT-PCR a RNA koimunoprecipitace (RNA CoIP). Výsledkem této práce je detekce šesti nových ncRNA transkriptů, které by mohly být homology 6S RNA u Streptomycet. Tato zjištění rovněz potvrdila in silico predikční metodu, kterou byly nalezeny nekóducíjí bakteriální RNA na základě...
|
|
|
Analysis and mapping of binding sites of gene expression regulators in the genus of Streptomyces.
Šmídová, Klára ; Bobek, Jan (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Kopecký, Jan (oponent)
Streptomycety jsou lékařsky důležité bakterie žijící v půdě, které podléhají morfologickým změnám od spór po vzdušné hyfy a jsou důležitými producenti bioaktivních látek včetně antibiotik. Jejich genová exprese je přísně regulována v časných úrovních transkripce a translace. Během řízení transkripce hrají sigma faktory ústřední roli; modelový organismus Streptomyces coelicolor má ohromujících 65 sigma faktorů. Exprese sigma faktorů samotných je řízena na post-transkripční úrovni působením malých RNA molekul, které modifikují hladinu jejich messengerových RNA. Avšak pouze několik sigma faktorů ve streptomycetách má známé regulony a také jejich regulace prostřednictvím malých RNA molekul nebyla dosud studována. V závislosti na předtím naměřených datech o genové expresi jsme vybrali několik vysoce exprimovaných sigma faktorů. Pomocí mutantních kmenů nesoucích sigma faktory značené HA tagem byly analyzovány regulony dvou důležitých sigma faktorů, SigQ a HrdB, pomocí techniky ChIP-seq. Další sigma faktory byly dále studovány pomocí metody 5 ' a 3' RACE a Northern blottingu, aby se zjistilo, zda mají asRNA. Naše data potvrzují nezbytnost sigma faktoru HrdB během vegetativní fáze růstu. Ukázalo se, že druhý sigma faktor, SigQ, je důležitým regulátorem metabolismu dusíku a regulátorem reakce na osmotický...
|
host ::
RSS.