|
|
Mechanisms of membrane protein quality control in the endoplasmic reticulum
Jirout, Matěj ; Stříšovský, Kvido (vedoucí práce) ; Bařinka, Cyril (oponent)
Integrální membránové proteiny (IMP) procházejí rozsáhlou kontrolou kvality (QC) v endoplazmatickém retikulu (ER), aby se udržela proteostáza a integrita proteomu ER. Ribosomální kontrola kvality proteinů asociovaná s ER (ER-ribosome-associated protein quality control; ER-RQC) reaguje na zastavení ribozomů během translokace a pomáhá uvolnit ucpaný translokon. Degradace proteinů asociovaná s ER (ER-associated degradation; ERAD) cílí špatně sbalené IMP k proteasomální degradaci. IMP odolné vůči ERAD jsou degradovány pomocí různých ER-fagických drah, souhrně označovaných jako ELRAD (ER-to-lysosome associated degradation). Koordinaci těchto mechanismů zajišťuje odpověď na špatně sbalené proteiny (unfolded protein response, UPR), ačkoli receptory UPR nejsou s největší pravděpodobností aktivovány aberantními IMP, protože všechny tyto mechanismy fungují i jako mechanismy kontroly kvality ER-luminárních proteinů.
|
|
|
Substrate specificity, mechanism and activity regulation of the rhomboid family intramembrane proteases
Škerle, Jan
Intramembránové proteasy z rodiny rhomboidů jsou v přírodě široce rozšířeny a vyskytují se ve všech doménách života. Podílejí se na mnoha důležitých procesech, jako například kontrola kvality membránových proteinů nebo mitochondriální dynamika. Jejich aktivita souvisí s nemocemi jako Parkinsonova nemoc nebo rakovina. Proto se rhomboidy jeví jako potenciální terapeutické cíle. V této práci jsme se snažili objasnit detailní mechanismus fungování modelové proteasy GlpG z E. coli. Zaměřili jsme se i na mechanismus rhomboidu RHBDL2, což je jeden ze čtyř eukaryotických rhomboidů, jejichž funkce není příliš prostudována. Pro pochopení vazby mezi substrátem a enzymem jsme připravili řadu nových peptidyl-chlormethylketonových inhibitorů odvozených od proteinu TatA, což je substrát rhomboidu v P. stuartii. Díky krystalové struktuře komplexů GlpG s těmito inhibitory jsme prozkoumali vazebná místa substrátu S1 až S4, což nám umožnilo objasnit strukturní podstatu substrátové specifity enzymu. Ukázali jsme, že rychlost štěpení substrátu může být významně ovlivněna modifikací sekvence substrátu na pozicích P1 až P5. Na základě těchto pozorování jsme vyvinuli fluorogenní transmembránový peptidový substrát rhomboidových proteas, který je použitelný jak v detergentu, tak v liposomech, a je vhodný pro testování s...
|
|
|
Rhomboid family intramembrane proteases in prokaryotes: mechanism, substrate repertoires and biological functions in the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis.
Began, Jakub
(Czech) Proteázy z rodiny rhomboidů patří do rozsáhlé skupiny serinových intramembránových proteáz, které katalyzují proteolytické štěpení membránových proteinů uvnitř jejich transmembránových oblastí, v hydrofobním prostředí lipidických buněčných membrán. Rhomboidové proteázy byly objeveny v roce 2001 v Drosophila. V průkopnické studii (Lee et al.) byla identifikována zásadní role Rhomboidu-1 (Rhom-1), který v rané fázi vývoje oka octomilky aktivuje signální dráhu receptoru epidermálního růstového faktoru. Rhomboidové proteázy, ať už aktivní proteázy (rhomboidy) či jejich katalyticky neaktivní protějšky (rhomboidové proteiny zahrnující iRhomy a Derliny), jsou silně konzervovány, což naznačuje jejich biologickou významnost. Rhomboidy jsou přítomné napříč živočišnými říšemi, od archea po člověka, zatímco proteolyticky neaktivní rhomboidové proteiny jsou přítomné výlučně v eukaryotních organizmech. Rodina rhomboidových proteinů hraje roli v široké škále rozmanitých biologických procesů, jakými je signalizace ve vývoji metazoí, mitochondriální biogenezi kvasinek, invaze protozoálních parazitů do hostitelských buněk, kvalitativní kontrola proteinů v endoplazmatickém retikulu (ER), či bakteriální quorum sensing. Ze strukturního i mechanistického hlediska jsou rhomboidy nejprostudovanějšími z...
|
|
|
Substrate specificity, mechanism and activity regulation of the rhomboid family intramembrane proteases
Škerle, Jan ; Stříšovský, Kvido (vedoucí práce) ; Hof, Martin (oponent) ; Heidingsfeld, Olga (oponent)
Intramembránové proteasy z rodiny rhomboidů jsou v přírodě široce rozšířeny a vyskytují se ve všech doménách života. Podílejí se na mnoha důležitých procesech, jako například kontrola kvality membránových proteinů nebo mitochondriální dynamika. Jejich aktivita souvisí s nemocemi jako Parkinsonova nemoc nebo rakovina. Proto se rhomboidy jeví jako potenciální terapeutické cíle. V této práci jsme se snažili objasnit detailní mechanismus fungování modelové proteasy GlpG z E. coli. Zaměřili jsme se i na mechanismus rhomboidu RHBDL2, což je jeden ze čtyř eukaryotických rhomboidů, jejichž funkce není příliš prostudována. Pro pochopení vazby mezi substrátem a enzymem jsme připravili řadu nových peptidyl-chlormethylketonových inhibitorů odvozených od proteinu TatA, což je substrát rhomboidu v P. stuartii. Díky krystalové struktuře komplexů GlpG s těmito inhibitory jsme prozkoumali vazebná místa substrátu S1 až S4, což nám umožnilo objasnit strukturní podstatu substrátové specifity enzymu. Ukázali jsme, že rychlost štěpení substrátu může být významně ovlivněna modifikací sekvence substrátu na pozicích P1 až P5. Na základě těchto pozorování jsme vyvinuli fluorogenní transmembránový peptidový substrát rhomboidových proteas, který je použitelný jak v detergentu, tak v liposomech, a je vhodný pro testování s...
|
|
|
Rhomboid family intramembrane proteases in prokaryotes: mechanism, substrate repertoires and biological functions in the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis.
Began, Jakub
(Czech) Proteázy z rodiny rhomboidů patří do rozsáhlé skupiny serinových intramembránových proteáz, které katalyzují proteolytické štěpení membránových proteinů uvnitř jejich transmembránových oblastí, v hydrofobním prostředí lipidických buněčných membrán. Rhomboidové proteázy byly objeveny v roce 2001 v Drosophila. V průkopnické studii (Lee et al.) byla identifikována zásadní role Rhomboidu-1 (Rhom-1), který v rané fázi vývoje oka octomilky aktivuje signální dráhu receptoru epidermálního růstového faktoru. Rhomboidové proteázy, ať už aktivní proteázy (rhomboidy) či jejich katalyticky neaktivní protějšky (rhomboidové proteiny zahrnující iRhomy a Derliny), jsou silně konzervovány, což naznačuje jejich biologickou významnost. Rhomboidy jsou přítomné napříč živočišnými říšemi, od archea po člověka, zatímco proteolyticky neaktivní rhomboidové proteiny jsou přítomné výlučně v eukaryotních organizmech. Rodina rhomboidových proteinů hraje roli v široké škále rozmanitých biologických procesů, jakými je signalizace ve vývoji metazoí, mitochondriální biogenezi kvasinek, invaze protozoálních parazitů do hostitelských buněk, kvalitativní kontrola proteinů v endoplazmatickém retikulu (ER), či bakteriální quorum sensing. Ze strukturního i mechanistického hlediska jsou rhomboidy nejprostudovanějšími z...
|
|
|
Rhomboid family intramembrane proteases in prokaryotes: mechanism, substrate repertoires and biological functions in the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis.
Began, Jakub ; Stříšovský, Kvido (vedoucí práce) ; Bařinka, Cyril (oponent) ; Krásný, Libor (oponent)
(Czech) Proteázy z rodiny rhomboidů patří do rozsáhlé skupiny serinových intramembránových proteáz, které katalyzují proteolytické štěpení membránových proteinů uvnitř jejich transmembránových oblastí, v hydrofobním prostředí lipidických buněčných membrán. Rhomboidové proteázy byly objeveny v roce 2001 v Drosophila. V průkopnické studii (Lee et al.) byla identifikována zásadní role Rhomboidu-1 (Rhom-1), který v rané fázi vývoje oka octomilky aktivuje signální dráhu receptoru epidermálního růstového faktoru. Rhomboidové proteázy, ať už aktivní proteázy (rhomboidy) či jejich katalyticky neaktivní protějšky (rhomboidové proteiny zahrnující iRhomy a Derliny), jsou silně konzervovány, což naznačuje jejich biologickou významnost. Rhomboidy jsou přítomné napříč živočišnými říšemi, od archea po člověka, zatímco proteolyticky neaktivní rhomboidové proteiny jsou přítomné výlučně v eukaryotních organizmech. Rodina rhomboidových proteinů hraje roli v široké škále rozmanitých biologických procesů, jakými je signalizace ve vývoji metazoí, mitochondriální biogenezi kvasinek, invaze protozoálních parazitů do hostitelských buněk, kvalitativní kontrola proteinů v endoplazmatickém retikulu (ER), či bakteriální quorum sensing. Ze strukturního i mechanistického hlediska jsou rhomboidy nejprostudovanějšími z...
|
|
|
Analysis of substrate specificity and mechanism of GlpG, an intramembrane protease of the rhomboid family.
Peclinovská, Lucie ; Stříšovský, Kvido (vedoucí práce) ; Konvalinka, Jan (oponent)
Proteiny z rodiny rhomboidů jsou široce konservované v evoluci a obsahují dvě velké podskupiny, proteolyticky aktivní intramembránové proteasy serinového typu (rhomboidy) a rhomboidům podobné proteiny, které během evoluce ztratily proteolytickou aktivitu, ale zachovaly si schopnost vázat membránový helix jiných proteinů. Zástupci obou těchto skupin hrají významnou roli v celé řadě biologických procesů, jako například v buněčné signalizaci, v mechanismech podílejících se na kontrole kvality sbalení proteinů v endoplasmatickém retikulu, v mitochondriální dynamice a také v hojení ran. Ačkoliv medicinský potenciál proteinů z rodiny rhomobidů vzrůstá, pochopení strukturní podstaty jejich funkce pokulhává. Hlavním strukturním a mechanistickým modelem pro pro rodinu rhomboidů a vlastně pro intramembránové proteasy obecně se stal rhomboid GlpG z E.coli, který byl první intramembránovou proteasou jejíž rentgenová struktura byla vyřešena. Substráty GlpG jsou membránové proteiny s jedním transmembránovým helixem a ke štěpení dochází v jejich transmembránové části, ale mechanismus vazby substrátu na enzym ani podstata substrátové specifity nejsou plně pochopeny. Tato práce se zabývá charakterizací významu transmembránové domény substrátu pro jeho rozpoznání proteasou GlpG a využívá hlavně enzymové kinetiky a...
|
|
|
Úloha palmitoylace membránových proteinů v buňkách imunitního systému
Hanusová, Zdeňka ; Otáhal, Pavel (vedoucí práce) ; Pavlů, Barbora (oponent)
Palmitoylace proteinů je posttranslační modifikace, která typicky reguluje interakci proteinů s membránou; kromě toho ovšem může mít i další rozličné funkce v regulaci proteinů. Proces modifikace zahrnuje kovalentní připojení palmitátu k některému aminokyselinovému zbytku v cílovém proteinu; identita aminokyseliny pak určuje typ palmitoylace. Nejčastěji se jedná o cysteinový zbytek - v tom případě mluvíme o tzv. S-palmitoylaci. Výjimečnost tohoto typu lipidové modifikace je v reverzibilitě celého procesu, díky které je umožněna např. regulace traffickingu řady proteinů mezi jednotlivými membránovými kompartmenty a regulace jejich funkce. In vivo je palmitoylace většiny proteinů zprostředkována pomocí enzymů protein acyltransferáz, zatímco depalmitoylace je pak zajišťována enzymy acylprotein thioesterázami. Palmitoylované proteiny se vyskytují v širokém spektru buněčných typů, imunitní buňky nevyjímaje. Palmitoylace zde hraje důležitou roli, především co se týče zajištění interakce signálních proteinů s lipidovými rafty a s tím související modulaci jejich proteinové funkce. Význam má palmitoylace také jako dynamický proces, zajišťující správné určení subcelulární lokalizace proteinů. Tato práce je literárním přehledem, jehož cílem je představit palmitoylaci proteinů v širším kontextu a na příkladech...
|
host ::
RSS.