|
|
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...
|
|
|
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,...
|
|
|
Vliv polyketidových antibiotik na signalizaci a funkční aktivitu lidské monocytární linie
Kopecká, Kristýna ; Stříž, Ilja (vedoucí práce) ; Kovářová, Jaromíra (oponent)
Prozánětlivé cytokiny se významně podílí na rozvoji zánětlivé reakce. Pokud se z akutního zánětu stává zánět chronický, jedná je již často o patologický jev. Chronický zánět doprovází celou řadu závažných onemocnění s nejasnou prognózou, jako jsou například některé autoimunitní choroby. U těchto chorob není zpravidla příčina zcela objasněna a jejich léčba jen převážně symptomatická, kdy je navíc snaha utlumit imunitní systém. K tomuto účelu se používají různá imunosupresiva a zároveň zde nachází uplatnění i biologická léčba. Další možností je využít bioaktivní sekundární metabolity, které jsou produkovány různými mikroorganismy. Do této skupiny patří například makrolidová antibiotika a velký potenciál mají nově objevené polyketidy. Cílem této práce bylo otestovat nově získané sekundární metabolity, které byly izolovány v laboratoři molekulární biologie aktinomycet na Akademii věd ČR. Testován byl manumycin A, manumycin B, colabomycin E, asukamycin A, asukamycin D, β-rubromycin, deoxynybomycin. Jako porovnávací látky byla použita makrolidová antibiotika clarithromycin a azithromycin dihydrate, která patří mezi komerčně vyráběná léčiva. Tyto látky byly testovány na monocytární linii THP-1. Buňky byly stimulovány pomocí IFNγ a TNFα a zároveň byla přidána testovaná antibiotika. Po inkubaci byla měřena...
|
|
|
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...
|
|
|
Lekce z přírody - příprava hybridních bioaktivních látek
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Sekundární metabolity jsou biologicky aktivní látky, produkované především mikroorganismy. Zpravidla nejsou nezbytné pro přežití produkujících mikroorganismů, nicméně ovlivňující jejich fyziologii a mikrobiální ekologii. Mnoho z nich je využíváno ve farmacii, biologii a chemii. Tato práce shrnuje poznatky o původu a směru vývoje sekundárních metabolitů. Důležitou vlastností genů kódujících sekundární metabolity je jejich organizace do shluků. Mezi popsané mechanismy modifikací genových shluků pro biosyntézu sekundárních metabolitů patří mutace genů či intragenové přestavby. Ty se v přírodě výrazně projevují v evoluci shluků, kódujících sekundární metabolity s modulárním typem syntézy. Může však také docházet k fúzi genových podshluků rozdílného původu za vzniku komplexních shluků kódujících biosyntézu hybridní látky. Tyto hybridní shluky obsahují geny pocházející ze shluků různých sekundárních metabolitů. Podobná evoluční událost pravděpodobně nastala i v případě biosyntézy dvou modelových skupin přírodních látek - linkosamidů a pyrrolobenzodiazepinů. Analogické principy využívá i genové inženýrství pro cílené modifikace biosyntetických genových shluků, za účelem konstrukce producentů účinnějších biologicky aktivních látek. V práci jsou uvedeny příklady takových úprav, a to jak u látek ze skupin...
|
|
|
Vliv polyketidových antibiotik na signalizaci a funkční aktivitu lidské monocytární linie
Kopecká, Kristýna ; Stříž, Ilja (vedoucí práce) ; Kovářová, Jaromíra (oponent)
Prozánětlivé cytokiny se významně podílí na rozvoji zánětlivé reakce. Pokud se z akutního zánětu stává zánět chronický, jedná je již často o patologický jev. Chronický zánět doprovází celou řadu závažných onemocnění s nejasnou prognózou, jako jsou například některé autoimunitní choroby. U těchto chorob není zpravidla příčina zcela objasněna a jejich léčba jen převážně symptomatická, kdy je navíc snaha utlumit imunitní systém. K tomuto účelu se používají různá imunosupresiva a zároveň zde nachází uplatnění i biologická léčba. Další možností je využít bioaktivní sekundární metabolity, které jsou produkovány různými mikroorganismy. Do této skupiny patří například makrolidová antibiotika a velký potenciál mají nově objevené polyketidy. Cílem této práce bylo otestovat nově získané sekundární metabolity, které byly izolovány v laboratoři molekulární biologie aktinomycet na Akademii věd ČR. Testován byl manumycin A, manumycin B, colabomycin E, asukamycin A, asukamycin D, β-rubromycin, deoxynybomycin. Jako porovnávací látky byla použita makrolidová antibiotika clarithromycin a azithromycin dihydrate, která patří mezi komerčně vyráběná léčiva. Tyto látky byly testovány na monocytární linii THP-1. Buňky byly stimulovány pomocí IFNγ a TNFα a zároveň byla přidána testovaná antibiotika. Po inkubaci byla měřena...
|
|
|
Identifikace a aktivace kryptického genového shluku pro biosyntézu látek manumycinového typu u Saccharothrix espanaensis DSM44229
Zelenka, Tomáš ; Petříčková, Kateřina (vedoucí práce) ; Beranová, Jana (oponent)
1 Abstrakt: Sekundární metabolismus grampozitivních půdních bakterií rodu Streptomyces je neocenitelným významným zdrojem přírodních produktů, mezi které patří i skupina polyketidových látek, manumycinů. Tyto látky vykazují kromě slabého antimikrobiálního účinku významné protizánětlivé a protinádorové aktivity. Rod Streptomyces skýtá značné množství dosud neobjevených, potenciálně klinicky využitelných antibiotik, což dělá z těchto organismů nadějné řešení současného problému rozvoje antibiotikových rezistencí u mikroorganismů. Výzkum se ubírá dvěma hlavními směry, jednak je zde snaha o "umělé" vytváření různých modifikací ve struktuře molekul a o porozumění jejich funkcím, jednak jde o objevování úplně nových producentů metodami "genome miningu", optimalizace postupů pro probouzení skrytých kryptických genových shluků a zvýšení produkce požadovaných metabolitů. Jeden z mnoha takových tichých shluků obsahuje i Saccharothrix espanaensis DSM44229. Tato genetická informace byla s cílem charakterizace jejího produktu přenesena do heterologního hostitele, kde následně došlo k aktivaci a produkci nových látek manumycinového typu.
|
|
|
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...
|
|
|
Lekce z přírody - příprava hybridních bioaktivních látek
Vobruba, Šimon ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Sekundární metabolity jsou biologicky aktivní látky, produkované především mikroorganismy. Zpravidla nejsou nezbytné pro přežití produkujících mikroorganismů, nicméně ovlivňující jejich fyziologii a mikrobiální ekologii. Mnoho z nich je využíváno ve farmacii, biologii a chemii. Tato práce shrnuje poznatky o původu a směru vývoje sekundárních metabolitů. Důležitou vlastností genů kódujících sekundární metabolity je jejich organizace do shluků. Mezi popsané mechanismy modifikací genových shluků pro biosyntézu sekundárních metabolitů patří mutace genů či intragenové přestavby. Ty se v přírodě výrazně projevují v evoluci shluků, kódujících sekundární metabolity s modulárním typem syntézy. Může však také docházet k fúzi genových podshluků rozdílného původu za vzniku komplexních shluků kódujících biosyntézu hybridní látky. Tyto hybridní shluky obsahují geny pocházející ze shluků různých sekundárních metabolitů. Podobná evoluční událost pravděpodobně nastala i v případě biosyntézy dvou modelových skupin přírodních látek - linkosamidů a pyrrolobenzodiazepinů. Analogické principy využívá i genové inženýrství pro cílené modifikace biosyntetických genových shluků, za účelem konstrukce producentů účinnějších biologicky aktivních látek. V práci jsou uvedeny příklady takových úprav, a to jak u látek ze skupin...
|
|
|
Biosyntéza spodních polyketidových řetězců manumycinových antibiotik - faktory ovlivňující jejich délku
Kolek, Jan ; Petříček, Miroslav (vedoucí práce) ; Seydlová, Gabriela (oponent)
Manumycinová antibiotika jsou významnou skupinou sekundárních metabolitů produkovaných bakteriemi rodu Streptomyces. Patří do velké skupiny polyketidových látek a vykazují významné antimikrobiální, protizánětlivé, protinádorové a mnohé další biologické aktivity. Jsou charakterizována dvěma krátkými lineárními polyketidovými řetězci, které jsou připojené k centrální podjednotce. Polyketidové řetězce jsou syntetizovány enzymy iterativní polyketid-syntázy typu II. U manumycinových antibiotik prozatím nebyl popsán způsob regulace délky syntetizovaných krátkých polyketidových řetězců. Dokonalé pochopení mechanismu této regulace by bylo využitelné k následné syntéze manumycinových antibiotik s přesně definovanou délkou řetězců, které by mohly vykazovat lepší biologické účinky využitelné v praxi. K identifikaci faktoru zodpovědného za regulaci délky spodního řetězce u manumycinových antibiotik byl vytvořen mutantní kmen producenta asukamycinu Streptomyces nodosus ssp. asukaensis s deletovanými geny pro β-ketoacylsyntázu typu I/II a pro protein AsuC14, který by mohl být potenciálním faktorem určujícím délku spodního řetězce. Následně byly v tomto mutantním kmenu exprimovány geny pro β-ketoacylsyntázu typu I/II a potenciální faktor ovlivňující délku řetězce C14 z jiných producentů manumycinových...
|
host ::
RSS.