|
|
Vliv cytochromu b5 na aktivitu cytochromů P450
Ličko, Vojtech ; Indra, Radek (vedoucí práce) ; Feglarová, Tereza (oponent)
ABSTRAKT Cytochrom b5 (CYB5) je hemový protein schopný redukce cytochromů P450 (CYP) nebo jiných enzymů. Jeho regulační schopnost však byla rovněž pozorována i v apo formě, tedy bez přítomnosti hemové prostetické skupiny v aktivním centru. CYB5 je schopný přijetí elektronu z cytochrom b5 reduktasy (CYB5R) nebo cytochrom P450 reduktasy (CYPOR). Samotná CYPOR je redukována NADPH a je rovněž schopná odevzdání elektronu CYP nezávisle na CYB5. CYB5R je naopak redukována NADH. Schopnost CYB5 přijmout a odevzdat elektron byla studována in vitro na pěti různých substrátech - testosteronu, Sudanu I, aristolochové kyselině I (AAI), ellipticinu a vandetanibu. Tyto substráty byly vybrány podle jejich charakteristických reakcí, jež jsou katalyzovány příslušnými isoformami CYP. Experimenty s těmito substráty byly prováděny v prostředí s rekombinantními CYP připravenými v hmyzích buňkách nebo E. coli nebo v prostředí s jaterními mikrosomy izolovanými z různých organismů. Potkani, z nichž byla většina mikrosomů izolována, byly zároveň premedikovány různými induktory CYP. Pro prokázaní schopnosti CYB5 redukovat CYP nezávisle na CYPOR byly experimenty prováděny v prostředí s NADH nebo NADPH. Tímto způsobem byla prokázána schopnost CYB5 a CYB5R sloužit jako zdroj elektronů při metabolismu testosteronu (CYP3A4) a...
|
|
|
Vliv cytochromu b5 na oxidaci naftalenu katalyzovanou lidským cytochromem P450 1A2
Stránský, Jaroslav ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Moserová, Michaela (oponent)
Cytochromy P450 (CYP) jsou významnou skupinou enzymů ze třídy oxidoreduktas, které participují na biotransformaci celé řady endogenních i exogenních látek (xenobiotik). Negativním aspektem činnosti cytochromů P450 přitom může být tzv. bioaktivace, což je jev, kdy z původně netoxické (nebo jen málo toxické) látky vzniká látka mnohem toxičtější. Proto cytochromy P450 již dlouhodobě stojí v popředí vědeckého zájmu oboru biochemie a medicíny. Pro správnou funkci cytochromů P450 je nezbytné dodávání elektronů do katalytického cyklu. To zpravidla zajišťuje NADPH:cytochrom P450 oxidoreduktasa. Alternativním donorem elektronů však může být také cytochrom b5, který se u eukaryotických organismů, spolu s NADPH:cytochrom P450 oxidoreduktasou a cytochromy P450, nachází na membráně endoplasmatického retikula. Účast cytochromu b5 v katalytickém cyklu cytochromu P450 může mít na tento cyklus v určitých případech modulační efekt. V průběhu evoluce se vyvinulo mnoho isoforem cytochromů P450, které mají různé substrátové specifity, katalytické vlastnosti, zastoupení v tkáních apod. Předmětem zájmu této bakalářské práce je především isoforma 1A2 (CYP1A2) představující u člověka téměř 10 % celkových jaterních cytochromů P450. Její substrátová specifita se soustředí na široké spektrum látek zahrnující planární...
|
|
|
Vliv cytochromu b5 na enzymovou kinetiku hydroxylace Sudanu I lidským cytochromem P450 1A1
Netolický, Jakub ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Černá, Věra (oponent)
Cytochromy P450 jsou jedny z hlavních enzymů přeměňujících xenobiotika. Jsou řazeny mezi monooxygenasy se smíšenou funkcí (MFO). Isoforma 1A1 je extrahepatální forma nacházející se hlavně v plicích, minoritně i v jiných orgánech. Je výrazně indukována polycyklickými aromatickými uhlovodíky a jejich deriváty prostřednictvím Ah receptoru. Jako markerové reakce pro tento enzym lze využít hydroxylace Sudanu I, který se dříve hojně používal jako barvivo v průmyslu. V 80. letech byl prokázán jeho negativní vliv na organismus. NADPH:cytochrom P450 reduktasa je hlavním donorem elektronů pro monooxygenační reakce katalyzované cytochromy P450. Dalším přenašečem elektronů pro reakce katalyzované cytochromy P450 je pak cytochrom b5. Jak již bylo dokázáno, vzájemný poměr reduktasy a cytochromu b5 může mít vliv na přeměnu řady xenobiotik tedy i na hydroxylaci Sudanu I. Tato práce se zabývá vlivem vzájemných poměrů NADPH:cytochrom P450 reduktasy a cytochromu b5 vůči cytochromu P450 1A1 na hydroxylaci Sudanu I. Hlavním úkolem tedy je charakterizovat vliv poměrů elektronového donoru a elektronového přenašeče na hydroxylaci Sudanu I, konkrétně určit kinetické parametry KM a VMAX pro vybrané poměry proteinů. Dílčími úkoly práce pak bylo charakterizovat využívané proteiny a případně je purifikovat, optimalizovat...
|
|
|
Příprava mutantních forem cytochromu b5 s fotoreaktivními aminokyselinami a jejich síťování s vazebnými partnery
Landl, David ; Ječmen, Tomáš (vedoucí práce) ; Kukačka, Zdeněk (oponent)
Cytochrom b5 plní funkci přenašeče elektronů v klinicky významném systému oxygenas se smíšenou funkcí (MFO systému). Tento systém se podílí na zvýšení hydrofility látek v první fázi biotransformace xenobiotik a na aktivaci nebo deaktivaci některých léčiv a karcinogenů. Cytochrom b5 ovlivňuje reakce katalyzované terminálními oxygenasami systému - cytochromy P450. Donory elektronů cytochromu b5 jsou NADH:cytochrom b5 reduktasa a NADPH:cytochrom P450 reduktasa Cílem této práce bylo ověřit, zda je možné pomocí metody foto-chemického zesítění fixovat transientní interakce mezi těmito proteiny. Takto získané kovalentní komplexy mohou být dále analyzovány pomocí hmotnostní spektrometrie a poskytují strukturní informace o vazebných místech proteinů. Pro účely foto-síťování byl připraven mutantní cytochrom b5 obsahující v sekvenci v pozici 41 foto-aktivovatelný analog methioninu. Protein jsme exprimovali ve 300 ml limitního média, ve kterém byl methionin nahrazen L-2-amino-5,5-azi-hexanovou kyselinou (foto-methionin), a použili k tomu auxotrofní kmen bakterií E. coli B834(DE3). Míra inkorporace nepřirozené aminokyseliny byla po 16 h exprese stanovena pomocí hmotnostní spektrometrie na přibližně 40 %. Izolací jsme získali celkem 15,4 nmol mutantního cytochromu b5 o koncentraci 76,8 µmol/l. Získaný...
|
|
|
Molární poměr cytochromu b5 k jeho reduktasam ovlivňuje aktivitu cytochromu P450 1A1 vůči Sudanu I
Netolický, Jakub ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
Cytochromy P450 jsou evolučně velmi starou skupinou enzymů, která zahrnuje celou řadu isoforem a její zástupce lze najít u živočichů, rostlin, hub, bakterií i některých virů. Patří mezi enzymy katalyzující první fázi biotransformace léčiv, polutantů a jiných xenobiotik. Právě z tohoto důvodu patří mezi jedny z nejvíce zkoumaných enzymů a je snahou zmapovat jeho účinky na xenobiotika a léky. Cytochrom P450 potřebuje pro svou funkci donory elektronů, mezi hlavní patří NADPH:cytochrom P450 oxidoreduktasa a cytochrom b5. Alternativní reduktasou která v tomto procesu také participuje je NADH:cytochrom b5 oxidoreduktasa, který je schopná redukovat cytochrom b5. Všechny tyto tři enzymy nacházíme v membránách endoplasmatického retikula, kde spolu přirozeně interagují. Tato práce se zaměřuje na aktivitu lidského rekombinantního cytochromu P450 1A1 vůči karcinogennímu azobarvivu Sudan I, konkrétně mapuje tvorbu hlavních metabolitů v závislosti na vzájemném poměru cytochromu b5 k NADPH:cytochrom P450 oxidoreduktase a také k NADH:cytochrom b5 oxidoreduktase. Klíčová slova: cytochrom P450 1A1, NADPH:cytochrom P450 oxidoreduktasa, cytochrom b5, NADH:cytochrom b5 oxidoreduktasa, Sudan I, HPLC
|
|
|
Příprava delečních mutantů lidského cytochromu b5 pomocí genové syntézy
Kotlánová, Iveta ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Moserová, Michaela (oponent)
Cytochrom b5 je malý amfipatický protein. Jeho lidská forma se nachází ukotvena ve vnější membráně endoplazmatického retikula a mitochondrií, volně se nachází v červených krvinkách. Skládá se ze dvou domén: Větší hydrofilní doména váže hem, menší hydrofobní doména ukotvuje cytochrom b5 v mikrosomální membráně. Obě domény jsou spojeny linkerem, což je řetězec asi 15 aminokyselin, který dodává proteinu potřebnou flexibilitu. Jeho délka hraje významnou roli při přenášení elektronů na cytochrom P450. Pokud je linkerová doména příliš krátká, cytochrom b5 nedokáže přenášet elektrony na cytochrom P450 a neúčastní se tak reakcí MFO systému. Ostatní funkce jsou však zachovány. Cílem této práce bylo navrhnout a pomocí genové syntézy vytvořit 4 deleční mutanty cytochromu b5. Jejich linkerová doména obsahovala krátké i dlouhé delece, u kterých se předpokládá narušení interakce s cytochromem P450. Součástí práce byla heterologní exprese proteinů pomocí buněk Escherichia coli kmenů XL10-Gold a DH5α. Jako expresní vektory pro transformaci byly použity plasmidy pET-30a(+) a pET-22b. DNA byla z buněk izolována a sekvenací byla ověřena správnost genetického kódu. Klíčová slova: cytochrom b5, heterologní exprese, genová syntéza
|
|
|
Srovnání vlastností buněčných linií rezistentních k ellipticinu, doxorubicinu a cisplatině
Černá, Tereza ; Poljaková, Jitka (vedoucí práce) ; Eckschlager, Tomáš (oponent)
6 Abstrakt Neuroblastom je nejčastější solidní extrakraniální nádor dětského věku. I přes veškeré pokroky v onkologické diagnostice a terapii je léčba některých forem neuroblastomu stále obtížná. Jednou z největších komplikací chemoterapie je vznik lékové rezistence. Tato práce se zabývá vlivem cytostatik na expresi vybraných proteinů, které se mohou podílet na chemorezistenci lidské neuroblastomové buněčné linie UKF-NB-4 na proteinové úrovni i na úrovni genové exprese. Senzitivní linie UKF-NB-4 a od ní odvozené rezistentní linie UKF-NB-4CDDP , UKF-NB-4DOXO a UKF-NB-4ELLI byly vystaveny působení cisplatiny, doxorubicinu nebo ellipticinu po dobu 24, 48 a 72 hodin. Metodou Western blot bylo prokázáno, že cytostatika cisplatina, doxorubicin nebo ellipticin podaná senzitivní neuroblastomové buněčné linii UKF-NB-4 v množstvích, která jsou přidávána do kultivačního média rezistentních neuroblastomových linií pro udržování rezistence, indukují po 72 hodinové kultivaci v této buněčné linii expresi proteinu p53 a zároveň snižují množství retinoblastomového proteinu pRb. Rozdíly v expresi proteinu RAS, cytochromů P450 1A1, 3A4 a cytochromu b5 nebyly prokázány. Změny v expresi studovaných proteinů u rezistentních linií UKF-NB-4CDDP , UKF-NB-4DOXO a UKF-NB-4ELLI kultivovaných s a bez přídavku daného cytostatika nejsou...
|
|
|
Mechanismus působení protinádorového léčiva ellipticinu v cílových tkáních jeho účinku
Mrízová, Iveta
Ellipticin je alkaloid čeledě Apocynaceae, který vykazuje významný protinádorový a anti-HIV účinek. Na metabolismu ellipticinu se podílí cytochromy P450 (CYP) a peroxidasy za vzniku aktivačních a detoxifikačních metabolitů. Již v dřívějších pracích byly identifikovány jednotlivé isoformy CYP, které se podílí na oxidaci ellipticinu v různých tkáních (játra, plíce, ledviny) laboratorního potkana, vhodného modelu ilustrujícího osud ellipticinu v lidském organismu. V této diplomové práce byl studován vliv ellipticinu na obsah a aktivitu cytochromů P450 a na dalších složek MFO systému v tomto zvířecím modelu. Pro stanovení obsahu CYP a dalších složek MFO systému v isolovaných mikrosomech byly využity spektroskopické a elektrochemické metody. Pro stanovení katalytické aktivity CYP a NADPH:cytochrom P450 reduktasy byly využity reakce se specifickými substráty. Z výsledků vyplývá, že u zvířat premedikovaných ellipticinem dochází k zvýšení exprese i katalytické aktivity CYP podrodiny 1A ve všech testovaných orgánech (játra, ledviny, plíce). V játrech navíc dochází vlivem ellipticinu ke zvýšení exprese cytochromu b5 a zvýšení exprese a katalytické aktivity CYP3A. Podobně se i obsah a katalytická aktivita NADPH:cytochrom P450 reduktasy měnila v závislosti na premedikaci zvířat ellipticinem. Cytochrom P450 2S1...
|
|
|
Studium vlivu kancerogenního benzo[a]pyrenu na expresi cytochromů P450 a cytochromu b5 v orgánech laboratorního potkana
Blecha, Tomáš ; Moserová, Michaela (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
Polycyklické aromatické uhlovodíky jsou velkou skupinou organických látek, které jsou tvořeny pouze atomy uhlíku a vodíku, dvěma a více kondenzovanými aromatickými jádry. Představují skupinu perzistentních organických polutantů (POPs) přítomných ve všech složkách a oblastech životního prostředí. Typickým zástupcem polycyklických aromatických uhlovodíků je benzo[a]pyren, který je tvořen pěti kondenzovanými aromatickými jádry. Benzo[a]pyren je prokarcinogen s genotoxickými účinky, který je aktivován řadou enzymových systémů, jako jsou cytochromy P450 a epoxidhydrolasa, na reaktivní metabolit BaP-7,8-diol-9,10-epoxid (BPDE) a 9-hydroxy-4,5-epoxy-BaP. Tyto reaktivní metabolity interagují s DNA a vytváří kovalentní adukty. V předkládané bakalářské práci byl studován vliv karcinogenního benzo[a]pyrenu (BaP) na expresi cytochromu P450 (CYP)1A1, 1A2 a cytochromu b5 v játrech, ledvinách a plicích laboratorního potkana. Byla provedena izolace celkové RNA, která byla převedena do cDNA za účasti náhodných primerů ("random primers"). Pomocí metody polymerasové řetězové reakce v reálném čase (RT-PCR) byla kvantifikována relativní exprese genů pro CYP1A1, CYP1A2 a cytochrom b5 v orgánech potkanů premedikovaných BaP a kontrolních (nepremedikovaných) zvířat vůči referenčnímu genu (β-actin). Bylo zjištěno, že...
|
|
|
Mechanismus enzymové aktivace karcinogenů a léčiv systémem cytochromů P450
Indra, Radek ; Stiborová, Marie (vedoucí práce) ; Souček, Pavel (oponent) ; Koblihová, Jitka (oponent)
12 Abstrakt Environmentální polutant benzo[a]pyren (BaP) je prokazatelným lidským karcinogenem, který se po aktivaci cytochromy P450 (CYP) kovalentně váže na DNA. V rámci dizertační práce byl studován vliv jednotlivých složek systému monooxygenas se smíšenou funkcí (MFO), systému lokalizovanému v membráně endoplasmatického retikula, na metabolismus benzo[a]pyrenu a na tvorbu aduktů BaP s DNA. Zaměřili jsme se především na porovnání vlivu cyt b5 na tento metabolismus a potenciál cyt b5 sloužit jako donor elektronů v rámci reakčního cyklu cytochromu P450 1A1. Tento vliv byl studován jednak z pohledu tvorby metabolitů BaP, a jednak z pohledu tvorby jeho aduktů s DNA. Byl také studován vliv dvou expresních systémů pro cytochrom P450 1A1 (prokaryotický a eukaryotický), na jeho účinnost v metabolismu BaP. Vliv cyt b5 na účinnost monooxygenasového systému byl studován i s další cizorodou látkou, rostlinným alkaloidem ellipticinem, jenž vykazuje protinádorové účinky. Jeho protinádorový efekt, stejně jako vedlejší účinky, závisí na jeho metabolické aktivaci cytochromy P450. Významný z tohoto hlediska je zejména CYP3A4. Ten byl proto použit i v našich experimentech. Dále byla v práci studována vhodnost laboratorního potkana sloužit jako model metabolického osudu BaP v lidském organismu. Při studiu...
|
host ::
RSS.