| |
|
Interakce postranních řetězců hemu s apoproteinem: srovnání cytochromů P450 a NO-synthas
Fastová, Dagmar ; Hudeček, Jiří (vedoucí práce) ; Šulc, Miroslav (oponent)
Cytochromy P450 a NO-synthasy jsou hem-thiolátové proteiny podílející se na katalýze významných biochemických reakcí. V této práci byla provedena srovnávací analýza obou těchto skupin enzymů z hlediska hodnoty torzních úhlů pro vinylové postranní řetězce hemu v pozicích 2 a 4 na základě dostupných krystalografických dat pomocí programu Yasara. Zatímco hodnoty torzních úhlů obou vinylů u NO-synthas ukazují na velmi "konzervativní" konformace obou vinylů (v rozmezí od -30ř do 90ř pro pozici 2, resp. od -150ř do 120ř pro pozici 4) a na prakticky zanedbatelné rozdíly mezi jednotlivými formami těchto enzymů, pro savčí cytochromy P450 se ukázalo, že mezi jednotlivými rodinami jsou dosti výrazné rozdíly. V souladu s výsledky dřívějších analýz je rozmezí hodnot torzních úhlů pro vinyly v pozici 2 obvykle užší (od -120ř do 150ř) než pro vinyly v pozici 4, které jsou výrazně konformačně flexibilnější (hodnoty torzních úhly se pohybovaly v rozmezí od -30ř do 180ř). V druhé části práce byla zkoumána interakce cytochromu P450 a jeho reakčního partnera, cytochrom P450 reduktasy. Analýzou krystalografických dat bylo ověřeno, nakolik jsou prostorové pozice bazických aminokyselinových zbytků, odpovídající v primární struktuře různých savčích forem těm zbytkům v isoformě 2B4, o nichž se předpokládá, že odpovídají...
|
| |
|
Feasibility Study of an Interactive Medical Diagnostic Wikipedia
Grim, Jiří
Considering different application possibilities of product distribution mixtures we have proposed three formal tools in the last years, which can be used to accumulate decision-making know-how from particular diagnostic cases. First, we have developed a structural mixture model to estimate multidimensional probability distributions from incomplete and possibly weighted data vectors. Second, we have shown that the estimated product mixture can be used as a knowledge base for the Probabilistic Expert System (PES) to infer conclusions from definite or even uncertain input information. Finally we have shown that, by using product mixtures, we can exactly optimize sequential decision-making by means of the Shannon formula of conditional informativity. We combine the above statistical tools in the framework of an interactive open-access medical diagnostic system with automatic accumulation of decision-making knowledge.
|
|
Multimedia Data Processing in Heterogeneous Distributed Environment
Kajan, Rudolf ; Ferko,, Andrej (oponent) ; Míkovec, Zdeněk (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
Ubiquitous computing, a paradigm in which the processing of information is linked with each activity or object as encountered, was proposed by Mark Weiser as the next era for interacting with computers. Its goal is to enable people to interact with devices more naturally and casually in ways that suit whatever location or context they find themselves in. Ubiquitous computing focuses on learning by removing the complexity of computing and increases efficiency while using computing for different daily activities. But after more than 15 years since Weiser formulated these goals, several aspects of ubiquitous computing are still not a part of user experience with today’s technology. Seamless integration with environment leading to technological invisibility or user interaction spanning across multiple devices pose still a great challenge. The main goal of our work is to make a step towards making the idea of ubiquitous computing a reality by addressing the question about intuitive information sharing between a personal device and a situated display. We have developed three interaction techniques which support unobtrusive content exchange between touch-enabled personal device and a large display - whether it is shared-private or public. These techniques are based on video streams, augmented reality, and analysis of gaze data. Besides the interaction techniques, we also present a framework for real-time application state acquisition and reconstruction on target platform. We report on user studies focused on the usability of our prototypes and a system performance evaluations. Our experiments were formed around real-life scenarios which are commonly experienced throughout the day. For interactions based on video streams, the results indicate that our techniques outperform the existing solutions: the localization and task migration is done in real time on a midlevel cellphone; the localization is reliable even for different observation angles and for cluttered screen content. Our technique based on gaze analysis goes even further by allowing for modeling of implicit user preferences through gaze data, while being accurate and unobtrusive.
|
|
Integrated structural study of the FrpD protein from Neisseria meningitidis
SVIRIDOVA, Ekaterina
Neisseria meningitidis (N. meningitidis) is a Gram-negative commensal bacterium colonizing nasopharynx of about 10 % of healthy individuals, which can cause invasive diseases, such sepsis and meningitis, upon occasional penetration into bloodstream. Pathogenesis of N. meningitidis appears to be directly related to conditions of limited iron availability. Under these conditions two proteins of unknown function: FrpC and FrpD, are synthesized. FrpD is a highly conserved lipoprotein of N. meningitidis anchored to the bacterial outer membrane. It is known that FrpD tightly binds the FrpC protein, which belongs to the Repeat-in-Toxin (RTX) protein family and may act as bacterial exotoxin. However, the mechanism of FrpD-FrpC interaction and the exact function of this complex are unknown due to the absence of structural information on these proteins. Therefore, we set out to determine the structure of FrpD and provide insights into its interaction mechanism with FrpC and structure-functional relationships of these two proteins. We determined the first crystal and solution structures of the FrpD protein. We found that atomic structures of FrpD reveal a novel protein fold. We uncovered the structure-function relationships underlying the mechanism of interaction between the FrpD and FrpC proteins and tested the putative function of the FrpD-FrpC1-414 complex in vitro. Finally, we proposed the putative function of the FrpD-FrpC1-414 complex as a new minor adhesin of N. meningitidis, which mediates the bacterial adhesion to the host epithelial cells and facilitate the colonization. Our work constitutes the first step in clarifying the molecular basis of the FrpD-FrpC interaction and sets the base for further investigation of the role of FrpD and FrpC in the virulence mechanism of N. meningitidis.
|
|
Distribution of CD46 and β1 integrin molecules with respect to different membrane structures of the sperm head
Šebková, Nataša ; Frolíková, Michaela ; Děd, Lukáš ; Dvořáková-Hortová, Kateřina
CD46 protein plays an important role during fertilization and its role is associated with acrosome stability. CD46 is probably involved in signalling pathways triggering the acrosome reaction (AR). It also associates through membrane integrins with specific MAP kinases involved in the AR. Our aim was to monitor the dynamics of relocation of CD46 and β1 integrin during sperm maturation and its preparation for the fertilization. The dependence of this localization changes on the dynamic of actin cytoskeleton was studied. Our results show the changes in the localization of these proteins associated with the AR and their co-localization was observed using proximity ligation assay. After the AR CD46 and β1 integrin spreads across the sperm head, entering the post-acrosomal compartment, and permeates the borders of different domains. It was shown previously that actin dynamics is necessary for acrosome reaction-associated translocation of Izumo1 protein that is required for sperm-egg fusion. Therefore Latrunculin A was used during sperm incubation. The co-incubation of capacitated sperm with Latrunculin A leads to a decrease of the percentages of sperm, which express relocation pattern after induced AR. 3D models and visualizations of potential membrane processes responsible for the relocation of proteins from the acrosomal area to the other compartments of the sperm head were prepared. Our results deliver new information that proteins CD46 and β1 integrin undergo dynamic relocation towards the sites of sperm-egg fusion during the AR in vitro. The inhibitor of actin dynamics abrogates significantly the AR-associated changes in proteins localization. We speculate that this relocation is of importance for the successful sperm-egg interaction, adhesion and subsequent gamete fusion.
|
| |
|
Analýza a modelování struktury a vývoje smíšených porostů v oblasti Sudetské soustavy
Vacek, Zdeněk ; Remeš, Jiří (vedoucí práce) ; Hlásny, Tomáš (oponent)
Práce se zabývá analýzou a modelováním struktury a vývoje vybraných smíšených lesních porostů, zejména ve zvláště chráněných územích v oblasti Sudetské soustavy, především pak v národních parcích Krkonoš, v Chráněných krajinných oblastech Broumovsko a Orlické hory, ale i v dalších oblastech České republiky. Jedná se o soubor 6 publikovaných prací složený ze třech tematických okruhů: struktura lesních porostů, obnova lesních porostů a modelování lesních porostů. Hlavním cílem práce bylo zhodnocení vertikální, horizontální a druhové struktury, celkové diverzity a vývoje smíšených lesních porostů v centrálních Sudetech. Dílčím cílem práce byla analýza produkčních parametrů, vliv mikroreliéfu a zvěře na přirozenou obnovu a zhodnocení odumřelého dřeva v zájmovém území. Stěžejními cílemi studie bylo vytvoření prostorově explicitních a neexplicitních modelů šířky koruny a štíhlostního kvocientu pro smrk ztepilý (Picea abies L.) a buk lesní (Fagus sylvatica L.). Dále to byla i predikce vývoje smíšených lesních porostů za použití růstových simulací, zhodnocení parametrů a vzájemného působení struktury porostů, klimatických faktorů a přirozené obnovy, a to zejména pomocí analýz rozptylu, korelačních matic, prostorové statistiky a vícerozměrných analýz. K tomuto účelu byla využita soustava trvalých výzkumných ploch, které jsou pravidelně sledované od roku 1980 a některé byly k danému účelu založeny i později. Pomocí technologie FieldMap byly zaměřeny dendrometrické parametry stromového patra, přirozené obnovy a odumřelého dřeva. Z výsledků vyplývá, že prostorové rozmístění stromů v bukových porostech ve stadiu optima se s nadmořskou výškou mění od pravidelného rozmístění přes náhodné až agregované v ekotonu horní hranice lesa. Prostorové rozmístění jedinců přirozené obnovy je silně agregované, uspořádání pařezů je náhodné a horizontální struktura středů korun je vždy pravidelněji rozmístěna než paty kmenů kvůli plasticitě korun. Škody okusem terminálního vrcholu zvěří jsou významným omezujícím faktorem výškového růstu přirozené obnovy, zejména u jedle bělokoré (Abies alba Mill.), jeřábu ptačího (Sorbus aucuparia L.) a javoru klenu (Acer pseudoplatanus L.). Ze studie vlivu mikroreliéfu na obnovu buku vyplývá, že nejvyšší průměrná výška byla zjištěna na šikminách a ve sníženinách, naopak nejnižší na vyvýšeninách. Při hodnocení vlivu klimatických faktorů na radiální růst stromů bylo zjištěno, že nízká teplota je limitujícím faktorem růstu v horských a podhorských oblastech, respektive že s klesající nadmořskou výškou klesá pozitivní vliv teploty a naopak stoupá vliv srážek. V poslední řadě prostorově explicitní modely (oproti neexplicitním) dokumentují větší variabilitu šířku koruny u smrku i buku a štíhlostního kvocientu u smrku. Největší vysvětlující proměnou pro jednotlivé modely po výčetní tloušťce byla horní porostní výška.
|
|
Vliv systému ustájení na vlastnosti skořápky a vnitřní kvalitu vajec
Vlčková, Jana ; Tůmová, Eva (vedoucí práce) ; Skřivanová, Eva (oponent)
V práci byly provedeny celkem 3 pokusy. Cílem prvního experimentu bylo zhodnotit užitkovost nosnic, kvalitu vzduchu v halách a mikrobiální kontaminaci vaječné skořápky u nosnic ustájených v obohacených klecích při modrém, zeleném, červeném a žlutém osvětlení. Ukazatele užitkovosti (denní produkce vajec, mortalita a hmotnost vajec) nebyly ovlivněny barvou světla. Podobně také u mikrobiální kontaminace vzduchu nebyly mezi jednotlivými barvami světel zaznamenány průkazné rozdíly. Signifikantní interakce mezi etáží a barvou světla byla zjištěna u mikrobiální kontaminace vaječné skořápky bakterií rodu Escherichia coli a Enterococcus. Nejvyšší množství Escherichia coli bylo detekováno u vajec od nosnic ustájených ve střední etáži při žlutém osvětlení naopak nejnižší hodnoty byly při žlutém osvětlení v horní etáži. Podobné výsledky byly sledovány také u bakterií rodu Enterococcus. Výsledky naznačují, že barva světla má minimální vliv na mikrobiální kontaminaci naopak významný vliv má etáž. Nejvyšší mikrobiální kontaminace vajec byla nalezena u vajec ze střední etáže.
Ve druhém experimentu byl sledován vliv systému ustájení (konvenční klec, podestýlka, voliéra) a obsahu vápníku v krmné směsi (3 a 3,5 %) na užitkovost nosnic, technologickou kvalitu vajec, mikrobiální kontaminaci vaječné skořápky a vaječného obsahu v průběhu skladování. Průkazná interakce mezi systémem ustájení a obsahem vápníku v krmné směsi byla zaznamenána u hmotnosti vejce, pevnosti skořápky, podílu skořápky, hmotnosti skořápky, Haughových jednotek a indexu bílku. Systém ustájení ovlivnil produkci vajec, spotřebu krmiva, hmotnost vejce a některé z ukazatelů kvality skořápky. Z ukazatelů kvality skořápky měl obsah vápníku v krmné směsi vliv pouze na pevnost skořápky a podíl skořápky. Průkazná interakce mezi systémem ustájení a dobou skladování byla detekována i u kontaminace vaječné skořápky celkovým počtem mikroorganismů. Systém ustájení ovlivnil kontaminaci vaječné skořápky kde vyšší množství Escherichia coli a celkového počtu mikroorganismů bylo u vajec z podestýlky. Vyšší penetrace všech sledovaných druhů mikroorganismů na podskořápečné blány byla 2. a 7. den skladování ve skupině s 3,5 % vápníku v krmné směsi u vajec z podestýlky. To zřejmě souvisí s nižší kvalitou skořápky v tomto typu ustájení.
V pokusu 3 byl zjišťován vliv rozdílných systémů ustájení (obohacená klec, výběh) na technologickou hodnotu vajec, mikrobiální kontaminaci vaječné skořápky, vaječného obsahu a koncentraci bílkovin v bílku během skladování. Systém ustájení ovlivnil všechny ukazatele kvality skořápky s vyššími hodnotami v klecovém systému. Vyšší počet pórů ve vaječné skořápce byl nalezen u vajec z výběhu. Důležitý vztah mezi systémem ustájení a dobou skladování byl zaznamenán u Haughových jednotek, indexu bílku, pH bílku a indexu žloutku. Lepší hodnoty týkající se ukazatelů kvality bílku a žloutku byly u vajec z klece. Jejich kvalita se během skladování snižovala rychleji v alternativním systému ustájení. Interakce mezi systémem ustájení a dobou skladování byla nalezena také u Escherichia coli a u celkového počtu mikroorganismů. Nejvyšší kontaminace byla u čerstvých vajec z výběhu. Počet mikroorganismů se s dobou skladování signifikantně rychleji snižoval u vajec z klecového systému ustájení. Penetrace bakterií rodu Escherichia coli a celkového počtu mikroorganismů do bílku byla nižší u vajec z klece ve srovnání s výběhem. Průkazný vliv systému ustájení byl zjištěn u koncentrace lysozymu v bílku s vyššími hodnotami u vajec z výběhu. Je zřejmé, že lepší kvalita vajec je v klecovém systému ustájení. Vejce z tohoto typu ustájení mají také během skladování po delší dobu lepší kvalitu ve srovnání s alternativními systémy.
|
host ::
