|
|
Inducibilní expresní systémy a jejich využití ve studiu parazitických organismů.
Horáčková, Vendula ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
1 Abstrakt Inducibilní expresní systémy jsou systémy, které umožňují ‚zapínat' a ‚vypínat' expresi genu zájmu, a jsou tedy užitečným nástrojem pro studium funkce genů. Existují desítky různých inducibilních expresních systémů, které se navzájem liší úrovní, na které k indukci dochází, dobou indukce, možnostmi využití atd. V této práci budou popsány tři typy inducibilních expresních systémů, na kterých budou demonstrovány obecné rysy systémů regulovaných na úrovni transkripce. Jsou to systémy založené na regulaci lac operonu Escherichia coli, dále systémy využívající regulačních elementů transpozonu Tn10 E. coli, které jsou zodpovědné za rezistenci vůči tetracyklinu, a nakonec systémy regulované agonisty receptoru pro steroidní hormon ekdyson, který je klíčovým regulátorem vývoje hmyzu. Práce obsahuje i kapitolu o využití inducibilních expresních systémů u parazitických organismů.
|
|
|
Vliv promotorové sekvence na využití NAD+ jako substrátu pro iniciaci transkripce RNA polymerázou
Pinkas, Daniel ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Čepička na 5' konci RNA byla dlouhou dobu považována za výsadu eukaryotních organismů v podobě 7-metylguanosinové čepičky na konci mRNA. To se však změnilo v poměrně nedávné době, kdy byla v bakterii E. coli pomocí metod kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie objevena nová molekula asociovaná s RNA. Touto molekulou se ukázal být nikotinamid adenin dinukleotid (NAD+ ), připojený na 5' konec některých malých regulačních RNA (sRNA). Pozdější pokusy ukázaly, že je NAD+ na 5' konec RNA přidáno RNA polymerázou ab initio, tedy že NAD+ může sloužit jako substrát pro RNA polymerázu při iniciaci transkripce. Výběr substrátu pro iniciaci transkripce určuje do značné míry promotorová sekvence, přičemž zásadním požadavkem je přítomnost adeninu na pozici +1 (transkripční počátek) kódujícího vlákna DNA. Tato práce se věnuje právě sekvenčním požadavkům na promotor pro iniciaci transkripce pomocí NAD+ . Ty jsou zde zkoumány ve třech fázích transkripce in vitro s holoenzymem RNA polymerázy z bakterie Escherichia coli. Jako templát pro transkripci jsou použity různě modifikované promotory RNA1, Pveg, lac UV5, rrnB P1 a jejich chiméry. Také je zde porovnávána RNA polymeráza z bakterií E. coli a B. subtilis z hlediska výběru substrátu pro iniciaci transkripce. Dále je zde popsána izolace proteinu NudC,...
|
|
|
Biomolecular corona of Si and Au nanoparticles and its impact on interaction with cells
Javorová, Pavlína ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Biologická odpoveď na prítomnosť zlatých a kremíkových nanočastíc je intenzívne študovanou oblasťou. Veľmi málo sa ale vie o vplyve ultramalých a malých nanočastíc. Vďaka unikátnym chemicko-fyzikálnym vlastnostiam, ktoré vo veľkej miere súvisia s ich rozmermi sú nanočastice schopné špecifickej interakcie so živým organizmom až na molekulárnej úrovni. Po vstupe nanočastice do komplexného fyziologického prostredia dochádza k adsorbcii molekúl tohto prostredia, prevažne proteínových, k povrchu nanočastice a vytváraniu polymérneho obalu, biomolekulárnej korony. Predpokladá sa, že prvý kontakt nanočastíc s bunkami je sprostredkovaný práve molekulami biokorony na ich povrchu, ktoré majú významnú úlohu aj v ďalších krokoch interakcie komplexu nanočastica-biokorona s bunkou. Popis vzniku a štruktúry biokorony sú preto rovnako dôležitými ako popis samotnej nanočastice. Nanočastice vstupujú a sú internalizované do vnútra bunky a bunkových kompartmentov rovnakými mechanizmami ako využívajú molekuly a látky prirodzene v organizme. Trocha odlišne sa správajú ultramalé a malé nanočastice, ktorých interakcie s bunkami zatiaľ nie sú dobre preskúmané. Odpoveď cicavčích buniek na prítomnosť ultramalých nanočastíc je rôzna a výskumy zatiaľ neodhalili jednotné pravidlá v tejto oblasti. Dôvodom sú pravdepodobne...
|
|
| |
|
| |
|
|
Zjišťování struktury pórotvorných kolicinů
Riedlová, Kamila ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Barvík, Ivan (oponent)
5 Abstrakt Cílem této práce bylo prozkoumat chování jednotlivých helixů z C-terminální pórotvorné domény (CTD) kolicinu U v lipidové membráně na atomární úrovni. K tomuto účelu byla využita metoda all-atom molekulových simulací (MD). Posléze byla práce rozšířena i na CTD publikovaných struktur dalších pórotvorných kolicinů. Na jejím základě se podařilo identifikovat u samostatných helixů H1 a H10 jejich schopnost narušit integritu lipidové membrány. Přičemž u helixu H1 po jeho provedené organické syntéze byla jeho aktivita experimentálně ověřena pomocí metody BLM. Ostatní helixy jsou většinou velmi krátké na to, aby se udržely samostatně napříč v membráně a jejich chování může být ještě více ovlivněné nepřirozenými konci, proto již syntetizovány nebyly. Z MD simulací dvojic po sobě jdoucích helixů vyplynulo, že jejich struktura nebo schopnost udržet se v membráně může velmi záviset na blízkých interakčních partnerech. Výsledky této práce odhalují důležitost helixu H10 CTD kolicinů pro stavbu póru, která se do této chvíle vůbec neuvažovala. Také podporují toroidní model stavby póru navržený pro kolicin E1. Z výsledků této práce vyplývá, že koliciny, tyto unikátní proteiny schopné výskytu v roztoku i v lipidové membráně, obsahují aminokyselinové sekvence s určitými sekundární strukturami, které jsou i jako...
|
|
|
Kontrola buněčného dělení Streptococcus pneumoniae unikátní signální dráhou
Kubincová, Hana ; Branny, Pavel (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
V genomu S. pneumoniae se nachází pouze jedna kopie genu kódující proteinkinázu StkP a fosfatázu PhpP eukaryotického typu. Tyto dva enzymy tvoří funkční signalizační pár regulující buněčné dělení buňky, čehož by se v budoucnu mohlo využít při tvorbě nového bakteriostatika. Nejenom kináza a fosfatáza jsou důležitými složkami systému, ale i ostatní členové této dráhy - specifické substráty těchto enzymů. Identifikace Ser/Thr fosfoproteomu se zaměřením na membránovou frakci poskytla informace nejenom o již známých substrátech jako LocZ, Jag a DivIVA, ale také o neznámém proteinu P15 s molekulovou hmotností kolem 15 kDa. Protein byl v rámci této práce pomocí MS MALDI TOF identifikován jako rhodanáza (spr0595), ale jeho následná delece jej jako možný substrát StkP/PhpP nepotvrdila. Proto bylo přistoupeno k ověření jiného substrátu, proteinu FtsA, který byl již v předešlých studiích identifikován jako substrát této kinázy (Beilharz et al., 2012). FtsA je esenciální protein buněčného dělení, který kotví filamenta FtsZ do membrány. Fosforylace tohoto proteinu byla detekována na Thr zbytku v pozici 404. Pomocí fosfoablativní záměny in vitro a in vivo bylo zjištěno, že Thr404 je skutečně fosforylován proteinkinázou StkP, ale FtsA obsahuje ještě další, dosud neidentifikované fosfoakceptorové zbytky. Dále byla snaha...
|
|
|
Mechanismus působení bakteriocinů odvozených z fágů na cílové buňky a na umělé membránové systémy.
Hryzáková, Klára ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Ulrych, Aleš (oponent)
Fonticiny jsou bakteriociny produkované gram-negativní bakterií Pragia fontium z čeledi Enterobacteriaceae. Patří mezi bakteriociny odvozené z fágů, které můžeme rozdělit do dvou skupin na: flexibilní (typ F) a kontraktilní částice (typ R). Pragia fontium produkuje částice typu R, které se váží na povrch citlivých buněk a tvoří póry v membráně pravděpodobně během kontrakce, mechanismem podobným sekrečnímu systému typu VI. Pórotvornou aktivitu jsme testovali na živých bakteriálních buňkách i in vitro na umělých membránových systémech. Na černých lipidových membránách tvoří fonticiny v membránách velké póry, jejichž vodivost (G) je přibližně dvakrát větší než vodivost známějšího α-hemolysinu, produkovaného bakterií Staphylococcus aureus. Dále jsme testovali napěťově závislé blokace fonticinového nanopóru způsobené proteiny v nativním i rozvolněném stavu, různými typy DNA, polyethylenglykolem a diamantovými nanočásticemi. Rigidní struktura fonticinové nanotrubičky, v kombinaci s konstantní vodivostí, činí z fonticinů slibné nanozařízení vhodné pro analýzu tvaru a velikosti nanočástic a velkých makromolekul. Klíčová slova: fonticin, bakteriocin, nanopór, Pragia fontium, blokace, pórotvorná aktivita, černé lipidové membrány.
|
|
|
Metabolická kontrola buněčného cyklu u bakterií.
Valtová, Aneta ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Metabolická kontrola buněčného cyklu je u bakterií již dlouho studována, ale zdaleka není zcela objasněna. Mechanismy popsané již několik desetiletí se díky moderním metodám podařilo objasnit na molekulární úrovni. Regulace buněčného cyklu v závislosti na metabolismu a nutričních podmínkách probíhá na více úrovních dělení buněk, nejvíce je popsáno na úrovni vytváření bakteriálního divisomu. Změny v nutričních podmínkách vyvolávají stresovou odpověď, která využívá nízkomolekulární látky účastnící se signálních drah vedoucích ke změnám v buněčném cyklu. Jedna z nejvíce studovaných je molekula (p)ppGpp, která se účastní stringentní odpovědi, ale také ovlivňuje funkci sigma faktorů, přímo inhibuje iniciaci replikace vazbou na DnaG primázu a nepřímo inhibuje elongaci replikace. Současné výzkumy odhalily, že některé enzymy s již známou enzymatickou funkcí v hlavních metabolických drahách (glykolýzy či TCA), fungují i jako senzory, které přenášejí signál o nutriční změně přímo do dělícího procesu buňky. Tyto signály nejčastěji inhibují protein FtsZ nebo ovlivňují jeho pomocné proteiny a následnou tvorbu Z prstence. Analogy těchto enzymů byly nalezeny v grampozitivních (Bacillus subtilis) i gramnegativních bakteriích (Escherichia coli, Caulobacter crescentus). V neposlední řadě se tato práce věnuje i...
|
|
|
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
|
host ::
RSS.