|
|
Characterization of subunit A of the Eukaryotic translation initiation factor 3 in Arabidopsis thaliana
Raabe, Karel ; Michailidis, Christos (vedoucí práce) ; Retzer, Katarzyna (oponent)
U rostlin hraje regulace translace důležitou roli během progamické faze, oplození a vývoje semene. Regulace syntézy proteinů je soustředěna převážně v iniciační fázi translace, kde je největším a nejsložitějším iniciačním faktorem Eukaryotický translační iniciační faktor 3 (eIF3), který se skládá z 12 nestejných podjednotek. Mutace jednotlivých podjednotek v rostlinách způsobily defekty v různých fázích růstu a vývoje rostliny v závislosti na dané mutované podjednotce. Charakterizace některých podjednotek rostlinného eIF3 komplexu však doposud nebyla provedena. Předmětem této práce bude funkční charakterizace podjednotky A převážně v modelové rostlině Arabidopsis thaliana. V této práci jsme popsali vysoce shodnou homologii a doménovou organizaci proteinů podjednotky eIF3A mezi rostlinnými a nerostlinnými druhy eukaryotických organismů, která má však svá rostlinná specifika. Dále jsme popsali, že gen AteIF3A je transkribován v rychle se dělících pletivech, jeho proteinový produkt je lokalizován v cytoplasmě a v okolí jádra vegetativní buňky pylu a pozorovali jsme zvýšenou frekvenci defektu pylových zrn a defektu v utváření semen v rostlinách s T-DNA inzercí v genu AteIF3A. Také jsme vytvořili stabilní transgenní linie rostliny Nicotiana tabacum s heterologní expresí AteIF3A proteinu z Arabidopsis.
|
|
|
Binding of eIF3 in complex with eIF5 and eIF1 to the 40S ribosomal subunit is accompanied by dramatic structural changes
Zeman, Jakub
Eukaryotické iniciační faktory (eIF) jsou pro průběh eukaryotické translace minimálně stejně důležité jako ribosom. Některé tyto faktory mají rozdílné úlohy napříč celou translací v zajištění korektního složení preiniciačního komplexu na mRNA, přesném výběru iniciačního kodonu, bezchybné produkci příslušného polypeptidu a jejím řádném ukončení. Patrně nejdůležitějším z těchto faktorů je eIF3, který integruje signály od ostatních faktorů a koordinuje jejich funkci na ribosomu. V případě Saccharomyces cerevisiae je eIF3 tvořen pěti podjednotkami. Všechny tyto podjednotky obsahují strukturní motivy zodpovědné za kontakt s ribosomálními proteiny a molekulami RNA. Kromě těchto vysoce strukturovaných částí je zbytek eIF3 nestrukturovaný a velmi flexibilní. Z toho důvodu nejsou i přes současný pokrok v kryoelektronové mikroskopii doposud známy ani přesná struktura eIF3, ani jeho přesná poloha na ribosomální podjednotce 40S. Rovněž přítomnost eIF3 na ribosomu 80S během časné elongace a role eIF3 v reiniciaci a pročítání stop kodonu nejsou zatím zcela prostudovány. K rozluštění těchto tajemství eIF3 jsme použili rentgenovou krystalografii, chemické zesítění spojené s hmotnostní spektrometrií a rozličné biochemické a genetické metody. Naše práce ukazuje, že je eIF3 velmi kompaktně sbalený, pokud se nachází...
|
|
|
Binding of eIF3 in complex with eIF5 and eIF1 to the 40S ribosomal subunit is accompanied by dramatic structural changes
Zeman, Jakub ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Štefl, Richard (oponent) ; Man, Petr (oponent)
Eukaryotické iniciační faktory (eIF) jsou pro průběh eukaryotické translace minimálně stejně důležité jako ribosom. Některé tyto faktory mají rozdílné úlohy napříč celou translací v zajištění korektního složení preiniciačního komplexu na mRNA, přesném výběru iniciačního kodonu, bezchybné produkci příslušného polypeptidu a jejím řádném ukončení. Patrně nejdůležitějším z těchto faktorů je eIF3, který integruje signály od ostatních faktorů a koordinuje jejich funkci na ribosomu. V případě Saccharomyces cerevisiae je eIF3 tvořen pěti podjednotkami. Všechny tyto podjednotky obsahují strukturní motivy zodpovědné za kontakt s ribosomálními proteiny a molekulami RNA. Kromě těchto vysoce strukturovaných částí je zbytek eIF3 nestrukturovaný a velmi flexibilní. Z toho důvodu nejsou i přes současný pokrok v kryoelektronové mikroskopii doposud známy ani přesná struktura eIF3, ani jeho přesná poloha na ribosomální podjednotce 40S. Rovněž přítomnost eIF3 na ribosomu 80S během časné elongace a role eIF3 v reiniciaci a pročítání stop kodonu nejsou zatím zcela prostudovány. K rozluštění těchto tajemství eIF3 jsme použili rentgenovou krystalografii, chemické zesítění spojené s hmotnostní spektrometrií a rozličné biochemické a genetické metody. Naše práce ukazuje, že je eIF3 velmi kompaktně sbalený, pokud se nachází...
|
|
|
Characterization of the molecular mechanism of translation reinitiation in yeast.
Pondělíčková, Vanda ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Hašek, Jiří (oponent) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Iniciace translace je několika stupňový proces končící sestavením 80S ribozomu umožňujícího elongaci. Při tomto procesu se musí bezchybně složit velká a malá podjednotka ribozomu, mRNA, iniciační Met-tRNAi Met a nejméně 12 eukaryotických iniciačních faktorů (eIF). Tato fáze výroby proteinů je také klíčovým místem pro regulaci genové exprese. Naše laboratoř se zaměřuje zejména na iniciační faktor eIF3, který je tvořen více proteiny a uplatňuje se ve většině fází iniciace translace. Odhalili jsme a popsali roli eIF3 v reiniciaci, genově specifickém mechanismu kontroly translace, uplatňujícím se i v regulaci exprese důležitého kvasinkového transkripčního faktoru GCN4. V této práci přináším detailní studii N-terminální domény proteinu Tif32 (podjednotka eIF3a), která umožňuje několik funkcí. Předně ukazujeme, že Tif32-NTD funkčně interaguje s 5' sekvencí krátkého předcházejícího ORF (uORF1) v GCN4 mRNA a umožňuje tak následnou účinnou reiniciaci. V 5' sekvenci uORF1 byly identifikovány čtyři elementy podporující reiniciaci (REI-promoting elements, RPEs) a dva z nich působí v součinnosti s Tif32-NTD. Struktura 5' oblasti byla počítačově modelována a následně experimentálně potvrzena. Společný strukturní motiv byl nalezen i v 5' sekvenci dalšího kvasinkového genu YAP1, který rovněž obsahuje uORF...
|
|
|
Mapping the contact points between eukaryotic translation initiation factor eIF3 and the 40S ribosomal subunit.
Kouba, Tomáš ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Pospíšek, Martin (oponent) ; Staněk, David (oponent)
Iniciace translace je u eukaryot vícestupňový proces vyžadující řízenou interakci několika eukaryotických iniciačních faktorů (eIF) spolu s malou ribozomální podjednotku tak, aby se správně vyhledal začátek translace mRNA a aby se správně dekódovala genetická informace, jež nese. Největší z těchto faktorů, eIF3, podporuje jiné iniciační faktory, aby se prostorově a koordinovaně umístili na povrchu ribozomu. Naší dlouhodobou snahou je zmapovat vazebné místo kvasinkového mnohapodjednotkového eIF3 na 40S ribozomu a zde uvádíme tři nové vzájemné interakce mezi těmito dvěma makoromolekulami (i) C-terminální oblast eIF3c/NIP1 podjednotky se skládá z konzervované PCI domény a my zde ukazujeme, že krátké zkrácení na C-konci tohoto proteinu nebo jeho dvě mutace v PCI doméně způsobují fenotyp pomalého růstu nebo jsou letální a výrazně snižují množství 40S-vázaného eIF3 in vivo. Krajní C-koncová část eIF3c/NIP1 přímo interaguje s ribozomálním proteinem malé podjednotky RACK1/ASC1, který je součástí hlavy malé podjednotky, a konzistentně, delece ASC1 zhoršuje vazbu eIF3 na ribozom. Doména PCI jako taková interaguje nespecificky s RNA, zde poprvé ukázaná, jakožto schopna interakce protein-RNA. Došli jsme k závěru, že c/NIP1 C-terminální oblast tvoří důležitý mezimolekulární most mezi eIF3 a 40S hlavou ribozomu...
|
|
|
Vliv modifikací rRNA na iniciaci translace u eukaryot
Kročová, Eliška ; Pospíšek, Martin (vedoucí práce) ; Kouba, Tomáš (oponent)
Modifikace ribosomální RNA se vyskytují u všech živých organismů. Funkce modifikací rRNA mohla začít být studována až ve chvíli, kdy byl popsán způsob vzniku těchto modifikací. V současné době se vědci zaměřují nejen na studium jednotlivých modifikací, ale i na význam celkové úrovně modifikací rRNA pro zrání a funkci ribosomu. Tato práce se zabývá vlivem 2'-O-methylací na cytidinu 1639 a adenosinu 100 v 18S rRNA a uridinu 2729 ve 25S rRNA na iniciaci translace u kvasinky Saccharomyces cerevisiae se zvláštním zřetelem na iniciaci translace řízené vnitřním vazebným místem pro ribosom (IRES). V průběhu diplomové práce byly úspěšně vytvořeny kmeny s delecí v genech snR51, snR70 a s dvojitou delecí v obou zmíněných genech. Byly provedeny pilotní experimenty, které ukázaly na význam produktů obou genů v iniciaci translace.
|
|
|
Příprava kvasinkového systému pro studium lidské iniciace translace
Holásková, Lucie ; Pospíšek, Martin (vedoucí práce) ; Cuchalová, Lucie (oponent)
Iniciace translace je vysoce regulovaný proces. Významnou roli v něm hraje komplex eIF4F, který se skládá z 3 podjednotek - eIF4A, eIF4E a eIF4G. Protein eIF4E se váže na 7-methylguanozinovou čepičku na 5' konci mRNA, helikáza eIF4A rozvolňuje sekundární struktury na mRNA a kostru tvoří protein eIF4G. Spolupráce s dalšími iniciačními faktory je důležitá pro zahájení tvorby proteinů. Cílem mé práce bylo přispět k vytvoření kvasinkového kmene Saccharomyces cerevisiae s humanizovaným eIF4F faktorem. Nejprve jsem nahradila protein eIF4E kvasinky Saccharomyces cerevisiae za lidský protein eIF4E. S využitím delečních kazet a cre/loxP rekombinace jsem připravila kmeny s delecemi v genech eIF4GI (huΔ4G1) a eIF4GII (huΔ4G2). Charakterizace nově získaných kmenů překvapivě ukázala, že lidský eIF4E protein nahrazuje odpovídající kvasinkový orthologní faktor lépe než eIF4E z evolučně výrazně bližší Candida albicans. Pilotní pokusy s nově získanými kmeny a s kmeny závislými na eIF4E z Candida albicans též ukázaly na možný význam kvasinkového eIF4GII pro růst buněk během teplotního a osmotického stresu. Klíčová slova: iniciace translace, eIF4E, eIF4G, Saccharomyces cerevisiae
|
|
|
The role of the N-terminal domain of the a/TIF32 subunit of eIF3 in mRNA recruitment to the 43S pre-initiation complexes.
Vlčková, Vladislava ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Mašek, Tomáš (oponent)
Iniciace translace představuje složitý proces, který zajišťuje sestavení 80S ribosomu schopného elongace ze 40S a 60S ribosomálních podjednotek, z iniciátorové tRNA a z dané mRNA, a jehož správný průběh je řízen mnoha eukaryotickými iniciačními faktory (eIFs). Ačkoli je iniciace translace jedním z nejregulovanějších procesů genové exprese, přesný mechanismus jednoho z jejích klíčových kroků - nasedání mRNA na 43S preiniciační komplex (43S PIC) - stále není zcela jasný. Nejnovější studie naznačují, že kromě eIF4F a poly(A) vazebného proteinu by mohl v tomto kroku hrát důležitou úlohu taktéž iniciační faktor eIF3. V naší laboratoři byla nedávno identifikována 10-ti alaninová substituce (tzv. Box37) v a/TIF32 podjednotce faktoru eIF3 kvasinky Saccharomyces cerevisiae, specificky ovlivňující iniciaci translace. Podrobná analýza ukázala, že jediným efektem této mutace na iniciaci translace je podstatné snížení množství modelové mRNA ve 48S preiniciačních komplexech izolovaných z frakcí gradientu. Nedávno objevená struktura N terminální části a/TIF32 navíc odhalila dva aminokyselinové zbytky v oblasti Boxu37 - Arg363 a Lys364 - tvořící kladně nabitou oblast na povrchu proteinu a/TIF32 potenciálně schopnou vazby mRNA. Substituce těchto aminokyselin na alaniny taktéž narušila krok nasedání mRNA na 43S PIC in vivo,...
|
|
|
Dissection of eIF3 functional domains promoting the 48S pre-initiation complex assembly
Beznosková, Petra ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
V eukaryotech, iniciace translace je řízena až dvanácti iniciačními faktory (eIF) a začíná zformováním 43S pre-iniciačního komplexu (PIC), který se skládá z malé ribozomální podjednotky (40S), eIF2.GTP/Met-tRNAi Met ternárního komplexu a eIF1,1A 3 a 5. 43S PIC interaguje s 5' koncem mRNA (navázání mRNA), čímž tvoří 48S PIC, který cestuje po mRNA ve směru 5'-3' a hledá AUG počáteční kodon (skenování). Rozpoznání počátečního tripletu vede k disociaci iniciačních faktorů a nasednutí velké ribozomální podjednotky (60S) za vzniku funkčního 80S iniciačního komplexu, který může pokračovat do další fáze - elongace. Eukaryotický iniciační factor 3 (eIF3) hraje zásadní roli během všech fází iniciace translace. Nicméně molekulární detaily nejsou zcela známé. Během předešlých in vivo studií bylo připraveno mnoho mutací v eIF3, přičemž některé se zdají být defektivní buď v tvorbě 43S PIC, nebo v pozdějších fázích iniciace. Abychom porozuměli přesné úloze eIF3 v tomto procesu na molekulární úrovni, provádíme rozbor jednotlivých funkcí podjednotek eIF3 v iniciaci translace za použití vyizolovaných mutantních eIF3 komplexů v in vitro rekonstituovaném systému.
|
|
|
Hledání lidských bílkovin ovlivňujících funkci IRES viru hepatitidy typu C
Roučová, Kristina ; Pospíšek, Martin (vedoucí práce) ; Kuthan, Martin (oponent)
Virus žloutenky typu C (HCV) představuje celosvětově rozšířený patogen infikující až 3 % lidské populace. V posledních letech se výzkum nových léčiv proti tomuto viru zaměřuje na jednotlivé kroky v jeho životním cyklu, mimo jiné na iniciaci translace. V případě HCV je iniciace translace závislá na vnitřním vazebném místě pro ribozóm (IRES) a kromě složek translačního aparátu se na ní podílí i další buněčné komponenty tzv. IRES trans-účinkující faktory (ITAF). Tato práce navazuje na předchozí výzkum naší laboratoře zaměřený na hledání nových ITAF. Pro hledání potenciálních ITAF zvyšujících aktivitu IRES HCV byly připraveny nové rekombinantní plazmidové vektory, nové referenční kvasinkové kmeny a byly optimalizovány selekční podmínky připraveného sytému. Rozdíly v růstových vlastnostech referenčních kmenů byly zkoumány a kvantifikovány v selekčních i neselekčních podmínkách. Dále byla provedena série pilotních vysokovýtěžkových transformací kvasinkového kmene pJ69-4A, nesoucího bicistronní konstrukt s IRES HCV, lidskou expresní cDNA knihovnou s cílem optimalizovat transformační účinnost a selekční podmínky a v neposlední řadě i s cílem pokusit se identifikovat nové ITAF. Několik desítek náhodně vybraných klonů získaných v selekčních podmínkách z těchto transformací bylo podrobeno analýze růstových vlastností,...
|
host ::
RSS.