|
|
Membrane microdomains in regulation of lipid metabolism
Veselá, Petra ; Malínský, Jan (vedoucí práce) ; Hašek, Jiří (oponent) ; Zimmermannová, Olga (oponent)
Model fluidní mozaiky popsaný Singerem a Nicolsonem v roce 1972 byl nadčasový, a i po více než 50 letech zůstává relevantní pro pochopení struktury, funkce a dynamiky biologických membrán. Jeho autoři od samého začátku připouštěli existenci laterálních oblastí membrány, které se svým složením a biologickou funkcí liší od bezprostředního okolí, proto ani soudobé studie prokazující existenci mnoha různých membránových mikrodomén nepředstavují pro platnost tohoto modelu zásadní výzvu. Výzkum zejména v posledních dvaceti letech prokázal, že celá řada buněčných procesů (transport živin, signalizace, regulace metabolismu nukleových kyselin, lipofágie a mnoho dalších) je vázána na membránové mikrodomény. Molekulární detaily těchto vazeb však v mnohých případech zůstávají skryty. Cílem této práce je nalézt konkrétní spojitost mezi membránovými mikrodoménami a metabolismem vybraných lipidů. Na modelu kvasinky S. cerevisiae dokumentujeme napojení specializované mikrodomény plasmatické membrány, membránového kompartmentu argininové permeázy Can1 (MCC), na metabolismus sfingolipidů a mitochondriálních anionických fosfolipidů, fosfatidylglycerolu (PG) a kardiolipinu (CL). Úvodní dvě kapitoly se zabývají objasněním úlohy transmembránového proteinu Nce102 v regulaci biosyntézy sfingolipidů. Ukázali jsme, že v...
|
|
|
Dynamika mikrodomén plasmatické membrány kvasinek
Oláhová, Dominika ; Zahumenský, Jakub (vedoucí práce) ; Vopálenská, Irena (oponent)
Plazmatická membrána buněk se skládá ze specializovaných domén, které se liší svým tvarem, funkcí a velikostí. Toto rozdělení umožňuje buňkám koordinovat a oddělit velké množství různorodých procesů. Poruchy organizace buňky na úrovni membránových domén je stále více spojováno se vznikem patologických poruch. Svou roli mají mikrodomény též ve virulenci patogenních organismů, např. některých druhů kvasinek. Jednou z nejlépe popsaných mikrodomén plazmatické membrány kvasinek je MCC (membránový kompartment argininové permeázy Can1), jenž je stabilizován proteinovým komplexem zvaným eisosome. Složení této mikrodomény je detailně popsáno, dynamika jednotlivých komponent v bazálním stavu (tj. bez stresu) dosud popsána nebyla. Cílem této práce je podrobným přehledem dostupné literatury shrnout současné poznatky o dynamice proteinů této mikrodomény a jejím vztahu s ostatními doménami buněčných membrán. Práce zároveň prostřednictvím pokročilé fluorescenční metody FRAP (česky obnova fluorescence po fotovybělení) na vlastním experimentu ukazuje, že v bazálním stavu dochází k výměně jednotlivých molekul Nce102 v mikrodoméně MCC/eisosom. Klíčová slova: kvasinky, plazmatická membrána, membránové domény, mikroskopie, FRAP, MCC, eisosom, Sur7, Nce102
|
|
|
Mechanismy a aplikace translokace makromolekul přes membrány eukaryotických buněk účinkem bakteriálních toxinů
Poledňák, Jan ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Žáčková Suchanová, Jiřina (oponent)
Translokace toxinů přes cytoplazmatickou membránu eukaryotických buněk je důležitým faktorem virulence bakterií způsobujících onemocnění eukaryotickým organismům. Toxiny translokují své vlastní domény s toxickou aktivitou dovnitř buňky nebo vytvoří v její membráně pór, kterým mohou procházet další molekuly od iontů až po DNA, RNA nebo proteiny. Studium translokace těchto látek umožňuje charakterizovat jeho mechanismus a také i vlastnosti pórotvorných toxinů. Několik těchto toxinů je natolik detailně popsáno, že po úpravě cílenou mutagenezí se dají využívat pro určování vlastností přenášených molekul. Jednou z takových aplikací je např. měření průchodu nukleotidů i celých vláken nukleových kyselin přes membránový kanál vytvářený α-hemolysinem S. aureus. Tato metoda si v současné době našla uplatnění při sekvenaci DNA. Klíčová slova: translokace, bakteriální toxiny, plasmatická membrána, nanopórové sekvenování
|
|
|
Characterization of Arabidopsis thaliana FLOTILLINs and HYPERSENSITIVE INDUCED RESPONSE proteins - dynamics, interactions and functions
Daněk, Michal ; Martinec, Jan (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Ovečka, Miroslav (oponent)
Předkládaná práce zahrnuje tři původní články a jeden článek přehledový zaměřené na tematiku flotillinů (FLOT) a hypersensitive induced reaction proteinů (HIR) u Arabidopsis thaliana. FLOT a HIR jsou příbuzné rodiny proteinů asociovaných s membránami, které náležejí do nadrodiny proteinů s SPFH doménou. Zatímco FLOTy jsou přítomné u organismů všech evolučních linií, HIRy se specificky vyskytují jen u rostlin. Přehledový článek sumarizuje poznatky o FLOTech a HIRech z různých organismů, především s ohledem na jejich buněčnou lokalizaci, interakci s membránami, interakci s ostatními proteiny a na jejich možnou funkci. Prezentované původní články sledovaly tři směry zkoumání AtFLOTu a AtHIRů: zapojení do reakcí na exogenní podněty; nalezení proteinových interakčních partnerů; a vnitrobuněčnou lokalizaci a popis dynamiky těchto proteinů. První přístup spočíval v měření transkripce a sady fenotypovacích pokusů provedených na deletantech pro jednotlivé AtFLOT při ošetřeních biotickým a abiotickým stresem a fytohormony. Byly zjištěny změny v transkripci, nicméně jsme nepozorovali žádný měřitelný fenotypový projev u deletantů AtFLOT, který by se lišil od účinku ošetření na divoký typ. V druhém článku jsme se zaměřili na interaktom AtFLOT2 a pomocí koimunoprecipitace a následné hmotnostně spektrometrické...
|
|
|
Vliv deplece cholesterolu na signální dráhu iniciovanou receptory spřaženými s G proteiny třídy Gq/G11
Ostašov, Pavel ; Svoboda, Petr (vedoucí práce) ; Teisinger, Jan (oponent) ; Hof, Martin (oponent)
Membránové domény jsou důležitou strukturou v plazmatické membráně. Koncentrují se v nich různé signální molekuly. Jejich hlavní strukturní složkou je cholesterol a jeho odstraněním dochází k jejich narušení. Předkládaná práce se zabývá vlivem, jaký má deplece cholesterolu na signalizaci iniciovanou thyreotropním hormonem (TRH), jehož signální kaskáda se pravděpodobně nachází v membránových doménách, ač on sám není jejich součástí. S pomocí látky -cyclodextrin jsme depletovali cholesterol z plazmatických membrán. Ukázali jsme, že deplece cholesterolu vede k uvolňování Gq/11 proteinů a kaveolinu 2 z membránových domén. Také jsme ukázali, že tato deplece vede ke snížení schopnosti TRH aktivovat trimerní G proteiny stejně jako indukovat výlev Ca2+ z intracelulárních zásob. V poslední části jsme prozkoumali efekt deplece cholesterolu na mobilitu TRH receptoru v plazmatické membráně a na jeho internalizaci indukovanou TRH. K tomuto účelu byla použita linie buněk HEK 293 stabilně exprimující fuzní protein TRH-R-eGFP. Studie s pomocí konfokálního mikroskopu ukázaly, že internalizace receptoru je výrazně potlačena. Detailní analýza návratu fluorescence TRH-R-eGFP do vybělených oblastí o různých velikostech ukázala, že deplece cholesterolu zvyšuje mobilitu receptoru. Jsme přesvědčeni, že návrat fluorescence probíhá...
|
|
|
Changes in domain organization of the plasma membrane in the stress response
Vaškovičová, Katarína ; Malínský, Jan (vedoucí práce) ; Zimmermannová, Olga (oponent) ; Cvačková, Zuzana (oponent)
MCC/eisosomy jsou mikrodomény kvasinkové plasmatické membrány. MCC/eisosomy vnímají změny extracelulárních a intracelulárních podmínek a aktivují důležité signální dráhy, které odpovídají na stres. V této studii jsme zkoumali funkci MCC/eisosomů za podmínek chronického nedostatku glukózy. Ukázali jsme, že za těchto podmínek MCC/eisosomy regulují degradaci mRNA. Konkrétně, sekvestrace evolučně konzervované exoribonukleázy Xrn1 na MCC/eisosomech vede ke snížení její enzymatické aktivity. Modulace enzymatické aktivity pomocí lokalizace enzymu může představovat nový a efektivní způsob regulace biochemických drah. Naše výsledky také naznačují, že MCC protein Nce102 může hrát úlohu ve fúzi vakuol a v degradaci lipidových partikulí. Odhalili jsme, že dlouhodobý nedostatek glukózy indukuje translokaci proteinu Nce102 z MCC mikrodomény do vakuolárních membránových mikrodomén bohatých na steroly. Mutanty, kterým chybí protein Nce102 a jeho funkční homolog Fhn1, vykazují signifikantní zpoždění v maturaci vakuol a v turnoveru markeru lipidových partikul, proteinu Erg6. Funkce MCC/eisosomů v stresové odpovědi jsou zdokumentované ve velkém množství kvasinkových druhů. Podobně jako funkce těchto mikrodomén jsou i jednotlivé proteinové komponenty MCC/eisosomů evolučně konzervované. Abychom hlouběji...
|
|
|
Characterization of Arabidopsis thaliana FLOTILLINs and HYPERSENSITIVE INDUCED RESPONSE proteins - dynamics, interactions and functions
Daněk, Michal ; Martinec, Jan (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Ovečka, Miroslav (oponent)
Předkládaná práce zahrnuje tři původní články a jeden článek přehledový zaměřené na tematiku flotillinů (FLOT) a hypersensitive induced reaction proteinů (HIR) u Arabidopsis thaliana. FLOT a HIR jsou příbuzné rodiny proteinů asociovaných s membránami, které náležejí do nadrodiny proteinů s SPFH doménou. Zatímco FLOTy jsou přítomné u organismů všech evolučních linií, HIRy se specificky vyskytují jen u rostlin. Přehledový článek sumarizuje poznatky o FLOTech a HIRech z různých organismů, především s ohledem na jejich buněčnou lokalizaci, interakci s membránami, interakci s ostatními proteiny a na jejich možnou funkci. Prezentované původní články sledovaly tři směry zkoumání AtFLOTu a AtHIRů: zapojení do reakcí na exogenní podněty; nalezení proteinových interakčních partnerů; a vnitrobuněčnou lokalizaci a popis dynamiky těchto proteinů. První přístup spočíval v měření transkripce a sady fenotypovacích pokusů provedených na deletantech pro jednotlivé AtFLOT při ošetřeních biotickým a abiotickým stresem a fytohormony. Byly zjištěny změny v transkripci, nicméně jsme nepozorovali žádný měřitelný fenotypový projev u deletantů AtFLOT, který by se lišil od účinku ošetření na divoký typ. V druhém článku jsme se zaměřili na interaktom AtFLOT2 a pomocí koimunoprecipitace a následné hmotnostně spektrometrické...
|
|
|
Transport cytokininů přes plasmatickou membránu
Nedvěd, Daniel ; Ryšlavá, Helena (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
Cytokininy tvoří jednu z hlavních skupin fytohormonů, signálních molekul účastnících se zásadních fyziologických procesů rostlin. Regulace jejich působení je nejčastěji spojována s metabolickými přeměnami, nedávná identifikace membránových proteinů AtABCG14 a AtPUP14 jako selektivních cytokininových přenašečů však otevřela otázku možného vlivu polárního membránového transportu na řízení cytokininové signalizace. S využitím akumulace radioaktivně značených cytokininů v transgenní buněčné kultuře BY-2 jsme studovali kinetiku přenosu cytokininů pomocí přenašečů AtABCG14 a AtPUP14 na buněčné úrovni a případné metabolické změny spojené se zvýšenou expresí těchto přenašečů. Zvýšená exprese přenašeče AtPUP14 se projevila na zvýšení akumulace značených cytokininů ve formě ribosidů i volných bází. Zvýšení exprese tohoto přenašeče nemělo žádný vliv na metabolismus značených cytokininů. Zvýšená exprese přenašeče AtABCG14 se na akumulaci značených cytokininů v buňkách BY-2 neprojevila. 1
|
|
|
Endocytóza u rostlin
Svitáková, Lenka ; Krtková, Jana (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Endocytóza je proces typický pro eukaryotické buňky. Jedná se o proces pučení plasmatické membrány, při kterém dochází k vytvoření membránového váčku se specificky selektovaným nákladem. Váček je následně pohlcen buňkou. Endocytóza má zásadní vliv na růst a vývoj rostlin, a to nejen příjmem živin z extracelulárního prostoru, ale i změnou lipidového složení membrán, které zásadně ovlivňuje buněčnou signalizaci. U rostlin je známo několik typů endocytózy, liší se od sebe proteinovým aparátem, který se na jejich průběhu podílí. Nejprostudovanějším typem endocytózy u rostlin je endocytóza zprostředkovaná klatrinem. Ta probíhá v pěti na sebe navazujících krocích, o kterých se u rostlin ví prozatím méně detailů než u živočišných buněk. V první části své práce popisuji dosavadní poznatky o průběhu endocytózy zprostředkované klatrinem a o hráčích, které se na ní v rostlinách podílejí. Zmiňuji také způsoby, kterými umí rostlinná buňka proces endocytózy regulovat. V závěrečné části své práce shrnuji poznatky o dalších, recentně objevených a prozatím neprobádaných typech endocytózy, které jsou nezávislé na klatrinu. Detaily těchto endocytických cest nejsou prozatím známy. Jsou jimi endocytóza spojená s membránovými mikrodoménami a fluid-phase endocytóza. Další zkoumání by mohlo napomoci porozumění tomu, jaký...
|
|
|
The role of PIP5K family kinases in plasma membrane remodeling
Apolínová, Kateřina ; Macůrková, Marie (vedoucí práce) ; Lišková, Petra (oponent)
Fosfatidylinositol 4-fosfát 5-kináza (PIP5K) je enzym, který je zodpovědný za tvorbu fosfatidylinositol 4,5-bisfosfátu (PI(4,5)P2). Je již dlouho známo, že PI(4,5)P2 slouží jako prekurzor dvou velmi důležitých druhých poslů, diacylglycerolu a inositol trisfosfátu. PI(4,5)P2 ovšem také sám funguje jako druhý posel a reguluje mnoho procesů probíhajících na plasmatické membráně, jako například endo- a exocytózu, remodelaci aktinového cytoskeletu a tvorbu mezibuněčných spojů. Aktivita PIP5K musí být v buňce pečlivě časově i prostorově regulována, aby mohlo dojít k lokální tvorbě membránových mikrodomén bohatých na PI(4,5)P2. Tyto mikrodomény jsou zásadní pro regulaci mnoha různých buněčných dějů, kterých se PIP5K účastní. Tato bakalářská práce se zaměřuje na popis regulačních mechanismů, které ovlivňují aktivitu PIP5K in vivo, a na fyziologické funkce PIP5K na plasmatické membráně.
|
host ::
RSS.