|
|
Design, preparation and structural studies of biologically relevant protein variants of cancer-related Carbonic Anhydrase IX
Fejfarová, Adéla ; Maloy Řezáčová, Pavlína (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
4 Abstrakt Lidská karbonát lyáza IX (CA IX) je enzym nadměrně produkovaný v různých typech nádorů, díky čemuž představuje atraktivní cíl pro vývoj protinádorových léčiv. Nádorovým buňkám tento enzym pomáhá udržovat optimální intracelulární pH a okyselováním vnějšího prostředí podporuje růst nádoru. V lidském těle existuje 12 enzymaticky aktivních izoforem karbonát lyáz, které sdílejí sekvenčně a strukturně konzervovanou katalytickou doménu tvořenou převážně β-listy. Přestože je aktivita těchto enzymů účinně inhibovaná látkami obsahující sulfonamidovou funkční skupinu, vysoká sekvenční konzervovanost katalytické domény znesnadňuje návrh inhibitorů selektivních pro CA IX. K vývoji selektivních léčiv by mohl pomoc výzkum specifických vlastností CA IX. CA IX je transmembránový protein typu I tvořící dimer a obsahující unikátní N-koncovou "proteoglycan-like" doménu, mimobuněčnou katalytickou doménu a krátký cytoplazmatický C-koncovým segment. Z výše popsaných důvodů je karbonát lyáza IX předmětem pro strukturou-inspirovaný návrh léčiv. Avšak exprese a purifikace tohoto proteinu ve vysokých výtěžcích, stejně jako jeho krystalizace se ukázala být komplikovaná. Z tohoto důvodu byla připravena varianta CA IX obsahující šest aminokyselinových záměn pro rekombinantní expresi v E. coli. Některé z těchto šesti...
|
|
|
Structural biochemistry of protein NKp80, an activation receptor of human lymphocytes
Pazderová, Kristýna ; Vaněk, Ondřej (vedoucí práce) ; Konvalinka, Jan (oponent)
NK buňky (z angl. natural killer cells, přirozeně zabíječské buňky) buňky hrají důležitou roli při rozpoznání a eliminaci infikovaných, poškozených či nádorových buněk bez nutnosti předchozího kontaktu s nimi. Jejich cytotoxicita je zprostředkována aktivačními receptory na jejich povrchu, jako je receptor NKp80 (z angl. Natural Killer protein 80 kDa). NKp80 se váže na ligand AICL, který je konstitutivně exprimován na myeloidních buňkách. Zvýšená exprese AICL, např. na nádorových buňkách, vede k aktivaci NK buněk exprimujících receptor NKp80. Interakce NKp80:AICL je proto slibným imunoterapeutickým cílem pro léčbu myeloidní leukémie. Struktura obou proteinů dosud nebyla známá, a proto jsme se v práci zaměřili na úspěšnou produkci extracelulární domény těchto proteinů za tímto účelem. Při produkci receptoru NKp80, jsme zavedli do "stalk" oblasti sérii mutací, kde byly jednotlivé cysteiny nahrazeny seriny. Pomocí zavedených mutací jsme studovali jejich vliv na produkci, stabilitu a tvorbu homodimeru. Zavedené mutace významně zvýšily výtěžek produkce, a proto byl protein připraven ve větším množství za účelem krystalizace proteinu. Krystalizace vedla k objasnění dosud neznámé struktury homodimeru NKp80 s rozlišením 2,9 Å. Při přípravě proteinů ke krystalizaci bylo ovšem zjištěno, že dochází k částečné...
|
|
|
Studium struktury vysokonapěťových katodových materiálů pro lithno iontové akumulátory metodou rentgenové strukturní analýzy
Kunický, Daniel ; Čech, Ondřej (oponent) ; Chladil, Ladislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem strukturálních změn vysokonapěťových lithno-iontových článku pomocí metody rentgenové strukturní analýzy. První část obsahuje teoretický rozbor k problematice změn v známých typech lithno-ion článků s důrazem na využití rentgenové strukturní analýzy. Dále jsou zde rozebrány jednotlivé měřicí metody in situ, ex situ a operando, které se hojně vyskytují v zahraničních publikacích. Ověření možnosti využití je provedeno na materiálu LiFePO4. Experimentální část poté dokumentuje optimalizaci měření, přípravu elektrod a sestavení elektrochemické cely pro účely měření. V závěru je provedena charakterizace a analýza naměřených dat na vybraných vzorcích pomocí Rietveldovy analýzy.
|
|
|
Bioinformatický nástroj pro predikci struktury proteinů
Plaga, Michal ; Burgetová, Ivana (oponent) ; Martínek, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je otestování a porovnání offline nástrojů pro predikci struktury proteinů, a následné vytvoření metaprediktoru, který uživateli umožní vybrat vhodný nástroj, podle nastavených parametrů. Testování nástrojů probíhá na základě sady dat proteinů, která vychází z~databáze SCOP a snaží se být co nejvíce vyvážená aby obsahovala proteiny z~různých rodin a mohla tak co nejlépe ohodnotit jednotlivé nástroje. Výsledkem práce je zjištění požadavků na metaprediktor, jaká data a nastavení musí zpracovávat a umožňovat a jakým způsobem bude implementován.
|
|
|
Perovskitové materiály
Gavranović, Stevan ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Pospíšil, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na studium elektrických vlastností perovskitových monokrystalů připravených metodou inverzní teplotní krystalizace (ITC). Měření byla provedena na organicko-anorganickém monokrystalu MAPbBr3 a na kompletně anorganickém monokrystalu CsPbBr3. Metodou rentgenové práškové analýzy (XRD) byla potvrzena krystalická struktura a chemické složení připravených monokrystalů. Pomocí slunečního simulátoru byly naměřeny stejnosměrné voltampérové charakteristiky, ze kterých metodou POPN byly stanoveny děrové pohyblivosti jednotlivých krystalů. Dále byly měřeny závislosti dielektrické permitivity na frekvenci při střídavém proudu. Monokrystal MAPbBr3 vykazoval lepší elektrické vlastnosti, tedy vyšší děrové pohyblivosti, než monokrystal CsPbBr3.
|
|
|
Isolation and determination of the structure of hexamerin of Tribolium castaneum and TmpH protein of phi812 phage.
Valentová, Lucie ; Řezáčová,, Pavlína (oponent) ; Plevka,, Pavel (vedoucí práce)
This thesis deals with structural studies of two proteins: Tail morphogenetic protein H (TmpH) from phage 812, which infects Staphylococcus aureus, and hexamerin from holometabolous beetle Tribolium castaneum. S. aureus is one of the bacterial pathogens that are most often resistant to antibiotics and cause diseases with high morbidity and mortality. Bacteriophage 812 infects and lyzes 95 % S. aureus strains and it is a potential agent for use in phage therapy. Protein TmpH is a part of the virion of this phage. As a part of the work on this thesis several plasmids carrying TmpH gene were prepared and used for recombinant protein expression using E. coli BL21(DE3). The produced protein was purified using affinity and size exclusion chromatography. Crystallization conditions for TmpH were optimized. Hexamerin is the most abundant protein in larvae and pupae of Holometabolous insects. It serves as an amino acid source during the metamorphosis of pupae into adults. I developed the method for isolation of hexamerin from pupae of T. castaneum. Two methods were used to determine hexamerin structure: X-ray crystallography and cryo-electron microscopy. Conditions for hexamerin crystallization were optimized and crystals suitable for X-ray data collection were grown. Nevertheless, hexamerin structure was solved by cryo-electron microscopy at resolution of 3.2 . The structure of hexamerin may enable determination of its role in regulation of metamorphosis of holometabolous insects.
|
|
|
Structural and functional characterization of the E3 ligase BIRC6
GRATZL, Sascha
The aim of the thesis was to characterize the ubiquitin ligase BIRC6 in several contexts. The goal was to expand the knowledge on the selectivity of E1-E2 recognition, to increase the known substrate range of BIRC6, and to elucidate the molecular interactions fulfilled by BIRC6 during autophagy via interaction with GABARAP. In addition, it was aimed to gain a better understanding on the general ubiquitination mechanism in E2/E3 hybrid enzymes, to identify the ubiquitination sites of known apoptotic and autophagic substrates and to enlighten substrate recognition by BIRC6.
|
|
|
Structure-assisted design of inhibitors targeting medicinally relevant enzymes
Djukic, Stefan ; Maloy Řezáčová, Pavlína (vedoucí práce) ; Kutá-Smatanová, Ivana (oponent) ; Kolenko, Petr (oponent)
Racionální návrh léčiv je moderní efektivní přístup, využívající detailní znalosti trojrozměrné struktury k návrhu a optimalizaci nových inhibitorů cílících na klinicky relevantní enzymy. Metodou strukturní biologie, hojně využívanou v racionálním návrhu léčiv, je rentgenová krystalografie. Její silnou stránkou je schopnost poskytnout detailní obraz komplexu protein-inhibitor s rozlišením umožňujícím analýzu jednotlivých interakcí mezi inhibitorem a proteinem.PNP hraje klíčovou roli v metabolické dráze záchrany purinových nukleotidů, a je tak zajímavým terapeutickým cílem nejen pro léčbu T buněčných hematologických malignit, ale i parazitických infekcí. V našich studiích jsme se zaměřili na lidskou PNP a její ortholog v M. tuberculosis s cílem vyvinout nové inhibitory s vysokou specificitou a selektivitou pro každý z enzymů. Prezentované inhibitory patří do skupiny acyklických nukleosid fosfátů s 9-deazahypoxanthinovou nukleobází, obsahující tři funkční skupiny, které se vážou na všechna tři důležitá rozhraní aktivního místa: purin, fenyl a fosfonátovou skupinu. Nejlepší z inhibitorů dosáhly hodnot IC50 až 19 nM a 4 nM pro lidskou, respektive mykobakteriální PNP. Zavedení malých substituentů, jako například methoxy- nebo bromo- skupiny, na centrální fenylový kruh vedlo ke snížení afinity inhibitoru...
|
|
|
Mechanistic and structural studies of the cGAS-STING signalling pathway
Vavřina, Zdeněk ; Maloy Řezáčová, Pavlína (vedoucí práce) ; Hudeček, Jiří (oponent) ; Kolenko, Petr (oponent)
Signální dráha synthasy cyklického GMP-AMP (cGAS) a Stimulátoru genů pro interferony (STING) má zásadní roli ve vrozeném imunitním systému. Dráha je aktivována dvouvláknovou DNA (dsDNA) z patogenních organismů nebo cyklickými dinukleotidy, které slouží jako druzí poslové bakterií. Aktivace dráhy spouští expresi interferonů I. typu a prozánětlivých cytokinů. Disertační práce zkoumá vztah mezi cGAS a jeho substráty, resp. proteinem STING a jeho agonisty, z mechanistického a strukturního hlediska. Enzym cGAS je živočišný vnitrobuněčný senzor dsDNA, jež po navázání DNA syntetizuje cyklický dinukleotid 2′,3′-cGAMP aktivující adaptorový protein STING. Kromě 2′,3′-cGAMP může být STING aktivován také 3′,3′-cyklickými dinukleotidy, které slouží jako druzí poslové v bakteriích. Zkoumali jsme různé dinukleotidcyklasy, abychom lépe porozuměli jejich substrátové specifitě a mohli je využít pro přípravu nových cyklických dinukleotidů aktivujících STING. Jako nejvhodnější pro přípravu 2′,3′-cyklických dinukleotidů jsme identifikovali myší cGAS. Dále jsme identifikovali enzymy DncV z Vibrio cholerae a DisA z Bacillus thuringiensis jako vhodné pro syntézu 3',3'-cyklických dinukleotidů. Tyto enzymy se vyznačují vysokou katalytickou aktivitou, schopností využívat modifikované nukleosid-5'-trifosfáty jako substrát a...
|
|
|
Structure and Function of the C-terminal Domain of the HsdR Subunit from the Type I Restriction-Modification System EcoR124
GRINKEVICH, Pavel
The Type I restriction-modification enzyme EcoR124 is a pentameric complex consisting of one specificity subunit, two methylation subunits and two motor subunits (HsdR) that can recognize specific DNA sequences and perform double-stranded DNA cleavage and modification. The HsdR subunit is responsible for ATP-dependent DNA translocation and DNA cleavage. Even though the first crystal structure of HsdR was obtained ten years ago, a large part of the C-terminus has not been resolved in any HsdR structures to date. This dissertation aims to elucidate its role within the HsdR subunit and the whole pentameric complex by solving the structure of the C-terminus by means of X-ray diffraction crystallography and explore its function using biochemical, microbiological, bioinformatical and computational methods.
|
host ::
RSS.