|
|
Charakterizace dvou nejmensich podjednotek eIF3 a jejich úloh v translaci.
Cuchalová, Lucie ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Pospíšek, Martin (oponent)
Syntéza bílkovin, neboli translace mRNA, je komplexní a velmi konzervovaný proces. Translace probíhá v několika na sebe navazujících fázích: iniciaci, elongaci, terminaci a recyklaci ribozomu. Vzhledem k tomu, že většina regulačních procesů probíhá v iniciační fázi, již po několik desetiletí je právě k ní upírán vědecký zrak se snahou objasnit molekulární mechanismus všech jejich kontrolních bodů. Iniciační faktor eIF3, který se v kvasinkách skládá z pěti esenciálních podjednotek tvořících jeho jádro (eIF3a/TIF32, b/PRT1, c/NIP1, g/TIF35, a i/TIF34) a jedné přidružené neesenciální podjednotky (j/HCR1), patří neoddiskutovatelně ke klíčovým hráčům iniciace. Kromě této úlohy hraje rovněž důležitou roli v recyklaci ribozomu, reiniciaci, signálních drahách buněčné signalizace, kontrolních a regulačních mechanismech, jakým je kupříkladu degradace mRNA s předčasným stop kodonem (nonsense-mediated mRNA decay - NMD) atp. Zaměřili jsme se na objasnění molekulárního mechanismu, kterým eIF3 spolu s ostatními iniciačními faktory vykonávající svou funkci nejen v iniciaci translace, ale i její terminaci a reiniciaci. To zahrnovalo mimo jiné i genetické mapování vazebných míst eIF3 na malou ribozomální podjednotku. Ukázali jsme, že vazba mezi 200-400-tým aminokyselinovým zbytkem N-konce a/eIF3 a flexibilním...
|
|
|
Complex structural and functional analysis of individual subunits of yeast translation initiation factor 3.
Herrmannová, Anna ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Pospíšek, Martin (oponent)
7 ABSTRAKT Eukaryotická iniciace translace je komplexní proces, který je ovlivněn mnoha proteiny a proteinovými komplexy, které nazýváme translační iniciační faktory. Eukaryotický translační iniciační faktor 3 (eIF3) je komplexem více podjednotek a hraje roli hned v několika fázích iniciace translace. Iniciační faktor eIF3 se v kvasince Saccharomyces cerevisiae skládá z pěti esenciálních podjednotek (a/TIF32, b/PRT1, c/NIP1, g/TIF35, i/TIF34) a jedné neesenciální podjednotky (j/HCR1). Naším dlouhodobým cílem je porozumět tomu, jak eIF3 působí v různých fázích iniciace translace, které podjednotky nebo jejich domény hrají při těchto proceses důležitou roli, a také zmapování jeho vazebných míst na malé ribosomální podjednotce a vytvoření strukturního modelu celého komplexu. V této práci prezentuji výsledky dvou strukturních studií. První popisuje interakci objevenou pomocí NMR spektroskopie mezi RNA-rozpoznávajícím motivem lidského faktoru eIF3b a podjednotkou eIF3j. Druhá studie představuje krystalickou strukturu interakce mezi C-koncovým fragmentem kvasinkové podjednotky b/PRT1 a podjednotkou i/TIF34 v rozlišení 2,2 A. V první práci jsme ukázali, že kritické determinanty této interakce jsou konzervovány také v kvasinkách, a že jejich mutace způsobuje zpomalení růstu, eliminuje asociaci j/HCR1 s b/PRT1 in...
|
|
|
Translational control in immune response.
Hlaváček, Adam ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Čáp, Michal (oponent)
Imunitní reakce často vyžaduje rychlé změny v expresi genů, které mění fyziologii daných buněk. Množství článků dokládajících rozhodující vliv translační kontroly v tomto aspektu biologie buňky roste. Cílem této práce je poukázat na některé buněčné a molekulární mechanismy, které spojují translační kontrolu a imunitní reakce v buňkách imunitního systému, ale také ostatních somatických buňkách a popřípadě mohou být zneužívány některými viry. Řada imunologicky významných kontrolních mechanismů vykazuje podobnost s mechanizmy účastnícími se odpovědi na stress. V minulých letech bylo doloženo, že T buňky, dendrocyty, přirození zabíječi (z angl. natural killer) a makrofágy využívajítranslační kontrolu jako součásti aktivace imunitních buněk následující po stimulaci. Kombinace obecných a genově-specifických mechanismů translační kontroly umožňuje rychlé změny v proteomu a fyziologii, které jsou charakteristické pro aktivaci imunitních buněk. Celkový účínek translační kontroly na imunitní odpověď je dale dokreslen tím, že se podílí na všech fázích aktivace imunitní buňky - vlastní aktivaci, přežití a smrti buňky. Také translační kontrola v ne-imunitních buňkách je významná s ohledem na imunitu, protože tyto buňky mají schopnost ovlivňovat celkovou imunitní odpověď. Například fibroblasty a endotelialní buňky mění v...
|
|
|
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,...
|
|
|
Ribosom Bacillus subtilis: regulace biosyntézy ribosomální RNA a identifikace nového ribosomálního proteinu YbxF
Sojka, Luděk ; Jonák, Jiří (vedoucí práce) ; Valášek, Leoš (oponent) ; Lichá, Irena (oponent)
1 Abstrakt Tato disertační práce se zabývá biologií bakteriálního ribosomu u gram pozitivní bakterie Bacillus subtilis a zahrnuje studium obou jeho složek - ribosomální RNA (rRNA) a jednoho z ribosomálních proteinů. První část popisuje studium regulace syntézy rRNA. Druhá část popisuje identifikaci a charakterizaci nového ribosomálního proteinu kódovaného genem ybxF. Hlavním regulačním mechanismem tvorby rRNA v buňce je regulace transkripce na úrovni iniciace. Iniciační nukleosid trifosfáty (iNTP) jsou důležitým regulátorem iniciace transkripce na promotorech pro rRNA. Fyziologicky se měnící koncentrace iNTP ovlivňuje aktivitu RNA polymerázy (RNAP) na těchto promotorech. Takové promotory obecně označujeme jako "senzitivní". Nejvíce znalostí o této regulaci bylo doposud získáno ze studia bakterie Escherichia coli, kde je klíčová pro tuto regulaci promotorová sekvence. Avšak pravidla vztahující se na sekvenční požadavky takto regulovaných promotorů u gram negativní bakterie E. coli nejsou platná pro promotory gram pozitivní bakterie B. subtilis, neboť jejich sekvence se diametrálně liší. V rámci disertační práce jsme u B. subtilis, pomocí in vitro a in vivo přístupů určili promotorové sekvenční elementy zodpovědné za senzitivitu promotorů pro rRNA a další vybrané geny ke koncentraci iNTP. Druhá část práce se...
|
|
|
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.
|
|
|
Translation reinitiation mechanism on mRNA of trascriptional activator GCN4.
Vlčková, Vladislava ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Strachotová, Dita (oponent)
Translační reiniciace je genově specifický mechanismus kontroly translace, který využívá schopnosti něktrých krátkých otevřených čtecích rámců (uORFs) předcházejících v mRNA hlavní otevřený čtecí rámec zadržet 40S ribosomální podjednotku na mRNA poté, co ribosom na tomto uORF translaci ukončil. Efektivita tohoto procesu je ovlivněna tím, jaké nukleotidové sekvence uORF obklopují a jak rychle je ribosomem překládán, zdali jsou přítomny vybrané iniciační faktory, a také vzdáleností tohoto uORF od hlavního otevřeného čtecího rámce. Přestože přesný mechanismus reiniciace není dosud zcela znám, v posledních letech byly některé jeho dílčí kroky objasněny za pomoci studia mechanismu translační kontroly genu GCN4. Ukázalo se například, že naprosto nezbytná pro tento proces je účast eIF3. eIF3 specificky interaguje s mRNA sekvencí předcházející uORF, a tím významně napomáhá zadržení 40S podjednotky na mRNA a následné reiniciaci. Cílem této práce je shrnutí současných poznatků týkajících se mechanismu reiniciace translace. Jako příklad byl zvolen kvasinkový transkripční aktivátor GCN4, translace jehož mRNA je přísně řízena právě mechanismem reiniciace.
|
|
|
Úloha eIF3 v přenosu mRNA na 43S preiniciačni komplex
Beznosková, Petra ; Mašek, Tomáš (oponent) ; Valášek, Leoš (vedoucí práce)
Jedním z důležitých momentů genové exprese u eukaryot je iniciace translace, která je závislá na souhře mnoha eukaryotických iniciačních faktorů, malé (40S) a velké (60S) podjednotky eukaryotního ribosomu, mRNA a iniciační methionyl tRNA. Eukaryotický iniciační faktor 3 (eIF3), který je největší ze všech faktorů, se podílí na drtivé většině reakcí v průběhu iniciace translace. U kvasinek tvoří multifaktorový komplex (MFC) společně s eIF1,eIF5 a ternárním komplexem (TC; eIF2-GTP-Met-tRNAi Met komplex) a stimuluje formováni tzv. 43S preiniciačního komplexu. eIF3 hraje roli rovněž při nasedání mRNA na ribosom, skenování 5' nepřekládaného konce mRNA za účelem rozpoznání AUG iniciačního kodónu, a zdá se, že se významně účastní i genově-specifického regulačního mechanismu translace zvaného reiniciace, který využívá tzv. krátké otevřené čtecí rámce v 5'nepřekládané oblasti mRNA (uORF).
|
|
|
Functional analysis of the TIF32-HLD-PRT1-RRM-HCR1 module of the yeast translation initiation factor 3
Herrmannová, Anna ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Mašek, Tomáš (oponent)
The eIF3 is in yeast S. cerevisiae composed of five core essential subunits (TIF32, NIP1, PRT1, TIF34 and TIF35) and one nonessential substoichiometric subunit (HCR1), and as such represents the most complex initiation factor among all. Perhaps owing to that, it was shown to stimulate nearly all steps of the initiation pathway culminating in the formation of the 80S initiation complex at the AUG start codon on mRNA. Yeast eIF3 was also demonstrated to assemble together with the ternary complex, eIF1 and eIF5 into so called Multifactor complex that can exist free of ribosomes and whose formation greatly stimulates initiation efficiency. TIF32, the largest eIF3 subunit, was shown to make at least two critical contacts with the 40S ribosomal subunit and its middle domain, designated as the HLD, to share a significant sequence similarity with the HCR1 subunit. Experiments conducted here indicate that the TIF32-HLD and HCR1 share also some functional similarity as the recombinant HLD expressed under control of the HCR1 promoter in a domain- swapping experiment partially suppressed the slow growth phenotype of cells deleted for HCR1. In addition to the HLD, HCR1 also simultaneously interacts with the RRM domain of PRT1, which is considered to be the main scaffolding subunit of eIF3. The group of Dr. P.J....
|
|
| |
host ::
RSS.