|
|
Analýza vazby proteinu IFI16 na DNA
Kratochvilová, Libuše ; Smetana, Jan (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vazbou interferonem gama indukovatelného proteinu 16 (IFI16) na DNA s potenciálem tvorby G-kvadruplexu. Protein IFI16 obsahuje dvě tandemově umístěné DNA-vazebné HIN domény vykazující rozdílnou vazbu ke strukturám DNA. Bylo prokázáno, že protein IFI16 preferenčně váže struktury G-kvadruplexů oproti jiným strukturám DNA. G-kvadruplexy jsou nekanonické sekundární lokální struktury DNA (nebo RNA), které se snadno formují za fyziologických podmínek v řadě významných regulačních oblastech genomu, nebo jsou součástí genomů řady virů a patogenů. Schopnost rozpoznání, specifické vazby a stabilizace struktur G-kvadruplexů odráží zapojení proteinu IFI16 do buněčných procesů replikace, transkripce a translace a iniciaci vrozených imunitních odpovědí. V první části diplomové práce byly vybranými biofyzikálními metodami charakterizovány sekvence syntetických oligonukleotidů s potenciálem tvorby G-kvadruplexu a izolován protein IFI16 plné délky, který byl následně použit pro in vitro vazebné a kompetitivní vazebné experimenty s charakterizovanými oligonukleotidy. V poslední části práce byly kvasinkové isogenní kmeny lišící se sekvencemi responzivního elementu transformovány plazmidovými vektory pro expresi proteinů p53 a IFI16 s konstitutivními i GAL inducibilními promotory a optimalizován model jednohybridního kvasinkového systému pro studium interakcí proteinu IFI16 in vivo. Z výsledků vyplývá, že většina analyzovaných sekvencí je schopna in vitro tvořit struktury G-kvadruplexu, a to i za přítomnosti pouze jednoho opakování tří a více G-bází. Zatímco přítomnost několika opakování guaninových bází oddělených jednonukleotidovým spacerem vedla k tvorbě intermolekulárních struktur G-kvadruplexů, mutace v původní sekvenci G-kvadruplexu indukovala tvorbu intramolekulárních struktur s rozdílnými konformacemi. In vitro vazebné a kompetitivní vazebné experimenty prokázaly specifickou vazbu proteinu IFI16 ke strukturám G-kvadruplexů bez rozdílů preference vazby proteinu k určité konformaci G-kvadruplexu. Stabilizace struktur G-kvadruplexu in vivo za responzivním elementem transkripčního faktoru (p53) v promotoru reportérového genu indukovala represi transkripce daného genu. Při absenci jakéhokoliv vazebného místa proteinu IFI16 docházelo k protein-proteinové interakci mezi proteiny IFI16 a p53, která vedla ke zvýšení transaktivačního potenciálu proteinu p53, přičemž vazba proteinu p53 a iniciace transkripce reportérového genu byla ovlivněna nejen přítomností motivu G-kvadruplexu a jeho stabilizací, nýbrž i sekvencí DNA sousedící s responzivním elementem p53.
|
|
|
Structural characterization of influenza A polymerase PA subunit domains in complex with novel inhibitors
Radilová, Kateřina ; Kožíšek, Milan (vedoucí práce) ; Rumlová, Michaela (oponent) ; Obšil, Tomáš (oponent)
RNA-dependentní RNA polymerasa viru chřipky je heterotrimerický komplex, který má zásadní roli v životním cyklu viru. Je zodpovědná za virovou replikaci a transkripci. Jedna z jejích podjednotek, PA podjednotka, interaguje s PB1 podjednotkou prostřednictvím důležité protein-proteinové interakce na své C-koncové doméně. Tato interakce, která je zprostředkovaná 310 helixem, je nutná k utvoření celého heterotrimerického komplexu. N-koncová doména navíc obsahuje místo s endonukleasovou aktivitou se dvěma manganatými ionty. Obě tyto domény jsou považovány za slibné terapeutické cíle. V současnosti jsou přístupy v léčbě a prevenci chřipkového onemocnění limitované na sezónní očkování a existuje pouze několik léků, které ve velké většině cílí na jiné proteiny viru chřipky. U řady z nich však dochází k rychlému vývoji rezistentních mutací, nebo mají závažné vedlejší účinky. Tato práce nabízí strukturní náhledy na dvě domény PA podjednotky. První část se věnuje charakterizaci a optimalizaci minimálního peptidu odvozeného z PB1 podjednotky, který interaguje s C-koncovou doménou PA podjednotky a brání jejich dimerisaci. Výsledky z této části mohou být považovány za počáteční bod pro racionální vývoj prvních inhibitorů PA-PB1 protein-proteinové interakce proti viru chřipky. V druhé polovině jsme zkoumali...
|
|
|
Charakterizace vazebného rozhraní komplexu transkripčních faktorů FOXO4 a p53
Brzezina, Adam ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývá studiem lidských transkripčních faktorů FOXO4 a p53. FOXO4 je členem podrodiny "O" FOX transkripčních faktorů. Geny kódující FOXO proteiny jsou evolučně konzervované mezi druhy. FOXO transkripční faktory regulují expresi genů, které se podílí na řízení metabolismu, buněčného cyklu a buněčné proliferace, přežití buněk a odolnosti vůči stresu. Pro svou schopnost zastavit buněčný cyklus a vyvolat apoptózu jsou považovány za tumorové supresory. Jejich funkce v rámci tumorigeneze se však ukazuje být složitější, protože nedávné studie poukazují na horší prognózu vývoje nádorů, u kterých je vyšší hladina exprese FOXO4. Protein p53 je důkladně studovaným přirozeně se vyskytujícím tumorovým supresorem. Buněčná odpověď po jeho aktivaci je do jisté míry podobná jako v případě FOXO4, rovněž umí blokovat progresi buněčného cyklu nebo vyvolat apoptózu v závislosti na buněčném typu a závažnosti/typu buněčného stresu. FOXO4 i p53 se ukazují být klíčové molekuly ovlivňující stárnutí. Za stresových podmínek spolu p53 a FOXO4 interagují, a společně tak zvyšují expresi proteinu p21, čímž indukují přechod buněk do senescentního stavu. Akumulace senescentních buněk je považována za jednu z hlavních příčin stárnutí a rozvoje s věkem spojených patologií. Tato bakalářská práce vznikla jako součást...
|
|
|
Modulace DNA vazebné afinity transkripčních faktorů FOXO a p53 prostřednictvím protein-proteinových interakcí
Hofmanová, Adéla ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
4 Abstrakt Podtřída "O" transkripčních faktorů forkhead box (FOXO) představuje skupinu proteinů, které hrají zásadní roli v celé řadě buněčných procesů souvisejících se stresem, glukoneogenezí, kontrolou buněčného cyklu, apoptózou, senescencí a opravami poškozené DNA. Obecně jsou považovány za supresory nádorů. Ukázalo se však, že mohou naopak podporovat tumorigenezi a vyvolávat rezistenci na použitá chemoterapeutika. Navzdory mnoholetému výzkumu biologické role FOXO proteinů zůstává stále celá řada otázek, které je třeba zodpovědět. Je například otázkou, zda se nepatrné strukturní rozdíly pozorované v jinak vysoce homologních DNA-vazebných doménách jednotlivých zástupců FOXO promítají do jejich schopnosti vázat DNA. Není zcela jasné ani to, jak vazbu na DNA ovlivňují protein-proteinové interakce s vazebnými partnery. Nedávno byla popsána interakce FOXO transkripčních faktorů s proteinem p53, který bývá nazýván strážcem genomu kvůli zprostředkovávání reakce na akutní poškození DNA. Zdá se, že by vzájemná interakce proteinů FOXO a p53 mohla mít zásadní vliv na DNA vazebnou afinitu obou těchto proteinů. Na základě toho byly v rámci této práce exprimovány a purifikovány DNA-vazebné domény lidských transkripčních faktorů FOXO1, FOXO3 a FOXO4 (FOXO1(144-270), FOXO3(142-267) a FOXO4(86-211)) a transaktivační...
|
|
|
Proteomická analýza vybraných onkohematologických onemocnění
Pimková, Kristýna ; Dyr, Jan (vedoucí práce) ; Kodíček, Milan (oponent) ; Petrák, Jiří (oponent)
Oxidační stres je významným faktorem v karcinogenezi onkohematologických onemocnění, ovšem jeho role v patogenezi myelodysplastického syndromu (MDS) nebyla doposud objasněna. V této práci jsme stanovili oxidační status v plazmě MDS pacientů a sledovali změny proteomu (oxidační modifikace proteinů, interakce a vznik komplexů), ke kterým v plazmě MDS pacientů v důsledku oxidačního stresu dochází. Pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie jsme stanovili hladiny celkového cysteinu, homocysteinu, cysteinylglycinu, glutathionu, dusitanů a dusičnanů v plazmě 61 MDS pacientů a 23 zdravých dárců. Oxidační stres u MDS pacientů prezentovaný signifikantně sníženými hladinami glutathionu a dusitanů a signifikantně zvýšenými hladinami ostatních aminothiolů nekoreloval s přetížením železem. Dále jsme naměřili zvýšené hladiny asymetrického dimethylargininu v séru pacientů středního věku s MDS, které souvisí s posttranslační modifikací arginylových zbytků proteinů. Nalezli jsme signifikantně zvýšenou hladinu karbonylovaných proteinů v plazmě MDS v porovnání se zdravými dárci. Pomocí hmotnostní spektrometrie jsme identifikovali pět S-nitrosylovaných proteinů krevních destiček u MDS pacientů a navrhli jsme soubor šestnácti plazmatických proteinů, z nichž některé mohou být s velkou pravděpodobností karbonylované v...
|
|
|
Role of PML in ribosomal stress
Kremserová, Petra ; Vašicová, Pavla (vedoucí práce) ; Sztacho, Martin (oponent)
PML je zapojen do řady buněčných procesů. Je organizátorem subjaderných struktur zvaných jaderná tělíska PML a asociuje s jadérkem při odpovědi na ribozomální stres tvorbou jadérkových struktur PML (PNAs). Funkce těchto struktur je nejasná a jednou z možností jejího objasnění je identifikace proteinů interagujících s PML v jadérku. Běžně používanou metodou je koimunoprecipitace, bohužel tento přístup nelze u PML použít pro jeho nízkou rozpustnost. Jednou z alternativ pro překonání této překážky je metoda značení interakčních partnerů biotinem. Cílem této práce bylo ověření využitelnosti metody značení biotinem pro identifikaci interakčních partnerů PML v jadérku. Za tímto účelem jsem vytvořila konstrukty kódující PML IV či její mutovanou formu fúzované s GFP a biotin ligázou pro tranzientní a stabilní expresi, a analyzovala jsem jejich schopnost tvořit PML NBs, doxorubicinem indukované PNAs a schopnost biotinylace. Oba tranzientně exprimované fúzní proteiny tvořily PML NBs a jen divoká forma PML IV tvořila PNAs po ovlivnění doxorubicinem. Schopnost biotinylovat byla zachována. V buňkách s deletovaným genem pro PML stabilně exprimujících fúzní proteiny bylo detekováno aberantní množství a kompozice PML NBs a nebyly pozorovány PNAs. Nicméně tento systém byl využit pro optimalizaci solubilizace biotinylovaných...
|
|
|
Strukturní charakterizace lidské proteinkinasy CaMKK2 a jejích interakcí s vazebnými partnery
Koupilová, Nicola ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
4 Abstrakt Ca2+/kalmodulin-dependentní proteinkinasa kinasa 2 (CaMKK2) patří do rodiny serin/threonin proteinkinas, které se účastní vápníkové signální dráhy. Při zvýšení intracelulární koncentrace vápenatých kationtů dochází k aktivaci kalmodulinu (CaM), který následně aktivuje své vazebné partnery, mezi které patří CaMKII, CaMKIII, CaMKK1 a CaMKK2. CaMKK2 následně aktivuje prostřednictvím fosforylace proteinkinasy CaMKI, CaMKIV a AMP-dependentní kinasu, AMPK. Přirozeně se v buňkách CaMKK2 vyskytuje v autoinhibovaném stavu, který je způsobený sterickým bráněním aktivního místa autoinhibiční doménou. Při vazbě s kalmodulinem dochází k odklonění autoinhibiční domény a tím ke zpřístupnění aktivního místa. Po aktivaci dochází u CaMKK k autofosforylaci a tím ke zvýšení aktivity. Negativní regulace je způsobena fosforylací cAMP-dependentní proteinkinasou A (PKA) a GSK3. Pro CaMKK1 i CaMKK2 byla identifikována místa, která jsou fosforylována PKA. Dvě z nich jsou součástí vazebného motivu pro proteiny 14-3-3. Předchozí studie ukázaly, že protein 14-3-3 udržuje fosforylovanou CaMKK2 v inhibovaném stavu tím, že brání defosforylaci S495, který blokuje vytvoření vazby s kalmodulinem. Nicméně je nejasné, jestli je to jediná úloha proteinu 14-3-3 v regulaci CaMKK2. Hlavním cílem této diplomové práce byla optimalizace...
|
|
|
Identification of small compounds disrupting protein-protein interaction in influenza A polymerase.
Hejdánek, Jakub ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
Virus chřipky napadá ptactvo a savce a způsobuje u nich závažnou infekci, která je ročně příčinou téměř půl milionu lidských obětí. Dodnes jsou terapeutickými cíly pouze dvě molekuly v životním cyklu viru - M2 protonový kanál a neuraminidasa. Vznik nových pandemických subtypů je současně s vývojem resistentních variant proti současným lékům závažným podnětem pro nalezení nových cílů a potenciálně jejich inhibitorů. V nedávné době byla pomocí strukturní krystalografie identifikována protein-proteinová interakce mezi PA a PB1 podjednotkou virové polymerasy jakožto zajímavý therapeutický cíl. Zajímavé je, že tato interakce je zprostředkována jen několika interagujícími aminokyselinovými zbytky. Další zajímavý fakt je, že tyto zbytky vykazují vysokou konzervovanost mezi variantami viru chřipky typu A, což by v případě nalezení inhibitoru mohlo umožnit zacílit širokospektrální léčbu proti všem kmenům tohoto typu viru. V této práci jsem se zabýval expresí a purifikací dvou fúzních rekombinantních proteinových konstruktů C-terminální domény PA podjednotky (CPA) z pandemického subtypu viru chřipky A/California/07/2009 (H1N1). První konstrukt byl navrhnut k evaulaci kinetických vlastností interakce mezi PB1 peptidem a CPA proteinem. Dále byl tento konstrukt použit k vývoji vysoko-kapacitní testovací analýzy...
|
|
|
Studium interakcí forkhead box O (FOXO) transkripčních faktorů s DNA
Hofmanová, Adéla ; Obšil, Tomáš (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývá studiem "O" podskupiny FOX transkripčních faktorů, která sestává ze čtyř zástupců (FOXO1, FOXO3, FOXO4 a FOXO6). Jedná se o významné regulační molekuly, které hrají zásadní roli v kontrole buněčného cyklu, odpovědi organismu na stres, diferenciaci a apoptóze. Na základě jejich schopnosti vyvolat buněčnou smrt jsou obecně považovány za tumorové supresory. Nedávné studie však ukázaly, že jejich působení může mít i opačný účinek, tedy že mají schopnost podpořit vývoj nádoru, či vyvolat rezistenci na léčiva používaná při léčbě některých typů národů. Přes intenzivní výzkum zůstává řada otázek týkajících se funkce FOXO proteinů stále nezodpovězená. Jednou z nich je, zda drobné strukturní rozdíly pozorované v jinak vysoce konzervovaných DNA-vazebných doménách (DBD) jednotlivých zástupců FOXO transkripčních faktorů mají vliv na DNA-vazebnou afinitu. Dále pak, zda má nedávno popsaná protein-proteinová interakce FOXO-DBD s transkripčním faktorem p53 vliv na jejich DNA-vazebné vlastnosti, nebo jaký je význam vazebného místa pro Mg2+ ion nalezeného v krystalové struktuře komplexu FOXO4-DBD:DNA. Pro objasnění těchto otázek byly exprimovány a purifikovány DNA-vazebné domény lidských transkripčních faktorů FOXO3 a FOXO4 (FOXO3-DBD142-267 a FOXO4-DBD82-207). Pomocí změn stacionární anisotropie...
|
|
|
Role of PML in ribosomal stress
Kremserová, Petra ; Vašicová, Pavla (vedoucí práce) ; Sztacho, Martin (oponent)
PML je zapojen do řady buněčných procesů. Je organizátorem subjaderných struktur zvaných jaderná tělíska PML a asociuje s jadérkem při odpovědi na ribozomální stres tvorbou jadérkových struktur PML (PNAs). Funkce těchto struktur je nejasná a jednou z možností jejího objasnění je identifikace proteinů interagujících s PML v jadérku. Běžně používanou metodou je koimunoprecipitace, bohužel tento přístup nelze u PML použít pro jeho nízkou rozpustnost. Jednou z alternativ pro překonání této překážky je metoda značení interakčních partnerů biotinem. Cílem této práce bylo ověření využitelnosti metody značení biotinem pro identifikaci interakčních partnerů PML v jadérku. Za tímto účelem jsem vytvořila konstrukty kódující PML IV či její mutovanou formu fúzované s GFP a biotin ligázou pro tranzientní a stabilní expresi, a analyzovala jsem jejich schopnost tvořit PML NBs, doxorubicinem indukované PNAs a schopnost biotinylace. Oba tranzientně exprimované fúzní proteiny tvořily PML NBs a jen divoká forma PML IV tvořila PNAs po ovlivnění doxorubicinem. Schopnost biotinylovat byla zachována. V buňkách s deletovaným genem pro PML stabilně exprimujících fúzní proteiny bylo detekováno aberantní množství a kompozice PML NBs a nebyly pozorovány PNAs. Nicméně tento systém byl využit pro optimalizaci solubilizace biotinylovaných...
|
host ::
RSS.