|
|
Molecular consequences of electron transport chain deficiency in proliferating and quiescent cells
Magalhães Novais, Silvia Carina ; Rohlena, Jakub (vedoucí práce) ; Panicucci Zíková, Alena (oponent) ; Eelen, Guy (oponent)
SOUHRN Oxidativní fosforylace (OXPHOS) produkuje ATP v mitochondriích. OXPHOS ovšem může podporovat i další biologické funkce, které se syntézou ATP přímo nesouvisí. Liší se tyto funkce v různých buněčných stavech jako jsou např. proliferace a quiescence, tedy dva největší kontrasty kterýmiou pro savčí buňka procházíu nejvíce kontrastních stavech? V této práci jsme využili genetické modely deficience OXPHOS a ukázali jsme, že v proliferujících buňkách a v nádorech OXPHOS zajišťuje především biosyntézu metabolitů, zatímco v klidových buňkách OXPHOS zajišťuje odolnost vůči oxidačnímu stresu. Z hlediska mechanismu je hlavní úlohou OXPHOS v rostoucím nádoru udržovat v chodu dihydroorotátdehydrogenázu (DHODH), klíčový enzym de novo syntézy pyrimidinů. Dále jsme ukázali, že respirační komplex II funguje jako senzor mitochondriální dysfunkce a reguluje syntézu pyrimidinů za účelem úspory energie. V klidových buňkách pak aktivnější antioxidační obrana spolu se zvýšenou autofagií stimulovanou ROS které jsou produkovanéými mitochondriální respirací poskytuje základní ochranu před oxidačním stresem. Lze tedy shrnout, že OXPHOS nejenom produkuje ATP, ale má i další životně důležité funkce, které jsou přizpůsobeny konkrétním požadavkům klidového stavu a proliferace, což je důležité pro patofyziologii v rakovině a...
|
|
|
Superkomplexy respiračního řetězce v mitochondriích
Mikulová, Tereza ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Holzerová, Kristýna (oponent)
Mitochondrie jsou velmi důležitou organelou eukaryotní buňky. Probíhá v nich řada metabolických pochodů včetně oxidační fosforylace (OXPHOS). Je to proces, kterého se účastní enzymové komplexy umožňující oxidaci redukovaných molekul substrátu NADH a FADH2 spojenou s následným transportem protonů přes vnitřní mitochondriální membránu. Takto vzniklý elektrochemický potenciál je využíván ATP synthasou k syntéze ATP z fosfátu a ADP. Poslední výzkumy systému OXPHOS poukazují na existenci vyššího strukturního uspořádání komplexů do tzv. superkomplexů, které umožňují "substrate channeling". Hrají roli v sestavování a stabilitě komplexů a dokonce se zdá, že by mohli být i funkčním stavem dýchacího řetězce.
|
|
|
Studium deficitu lidské F1Fo-ATPsyntázy
Suldovská, Sabina ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Černá, Leona (oponent)
F1FO-ATPsyntáza je klíčovým enzymem buněčného energetického metabolismu. Její případný deficit může být způsoben mutacemi ve dvou strukturních genech MT-ATP6 a MT- ATP8 v mitochondriální DNA či v jaderných genech ATPAF2 a TMEM70 kódující faktory pro biogenezi enzymu a strukturním genu ATP5E. Deficit F1FO-ATPsyntázy vede k rozvoji velmi závažného fenotypu postihující orgány s vysokými energetickými nároky s nástupem v novorozeneckém věku a nepříznivou prognózou. Mutace v uvedených genech navíc nezpůsobují pouze kvalitativní (mutace ve strukturních podjednotkách enzymu) či kvantitativní (mutace v genech pro faktory biogeneze enzymu) defekty, ale také jejich kombinace. Při studiu molekulární podstaty mitochondriálních onemocnění včetně deficitu F1FO-ATPsyntázy se využívá široká škála biochemických i molekulárně-genetických metod pro stanovení správné diagnózy, která je nezbytná pro včasné zahájení symptomatické léčby a genetické poradenství v postižených rodinách. Cílem diplomové práce bylo charakterizovat deficit F1FO-ATPsyntázy v izolovaných mitochondriích z linií kultivovaných buněk stanovením oligomycin-sensitivní ATP- hydrolytické aktivity F1FO-ATPsyntázy, enzymových aktivit komplexů dýchacího řetězce a sledováním změn v množství jednotlivých vybraných podjednotek a celého komplexu F1FO-...
|
|
|
Zastoupení komponent ATP synthasomu v různých tkáních potkana a u pacientů s defektem ATP synthasy
Mikulová, Tereza ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Komplexy oxidační fosforylace (OXPHOS) vytváří v rámci vnitřní mitochondriální membrány vyšší strukturní a funkční celky, tzv. superkomplexy, které umožňují cílené směrování substrátu z jednoho komplexu na druhý. I ATP synthasa je schopna organizovat se do komplexnějších struktur. V savčích mitochondriích se běžně vyskytuje v dimerní podobě, existují důkazy o její trimerizaci a dokonce i tetramerním uspořádání. Ukazuje se, že dochází i k vzájemnému propojení komponent mitochondriálního fosforylačního aparátu tvořeného ATP synthasou katalyzující fosforylaci ADP na ATP, přenašečem adeninových nukleotidů (ANT) zabezpečujícím výměnu nasyntetizovaného ATP za ADP přes vnitřní mitochondriální membránu a fosfátovým translokátorem (PiC), který umožňuje import anorganického fosfátu (Pi) do matrix mitochondrie. Tyto komponenty by mohly vytvářet superkomplex, tzv. ATP synthasom, který by zvyšoval efektivitu jednotlivých procesů vedoucích k tvorbě ATP. V této práci byly nejprve sledovány obsahy složek fosforylačního aparátu v souvislosti s rozdílným obsahem ATP synthasy v mitochondriích izolovaných celkem z devíti tkání potkana. Proteiny z izolovaných mitochondrií byly separovány pomocí elektroforéz za denaturujících podmínek (SDS-PAGE) a jejich množství byla analyzována specifickými protilátkami. Podle...
|
|
|
Studium exprese a maturace mitochondriálního systému oxidativní fosforylace v průběhu prenatálního vývoje savců
Mrhálková, Andrea ; Hůlková, Martina (vedoucí práce) ; Ješina, Pavel (oponent)
Postnatální adaptace novorozence na extrauterinní prostředí je kromě jiného závislá na maturaci mitochondriálního systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Pro proces maturace je nezbytný efektivní průběh mitochondriální biogeneze během fetálního vývoje. Nedostatečnost systému OXPHOS se podílí na mortalitě a morbiditě předčasně narozených dětí. Hlubší porozumění průběhu mitochondriální biogeneze na molekulárně genetické a biochemické úrovni je tedy důležité pro zlepšení péče o předčasně narozené děti, zvláště o kriticky nemocné novorozence. Práce vznikla v Laboratoři pro studium mitochondriálních poruch na Klinice dětského a dorostového lékařství, 1. LF UK v Praze. Studie byla zaměřena na molekulárně genetické analýzy genů kódujících podjednotky ATP syntázy a charakterizaci změn v množství mitochondriální DNA v průběhu fetálního vývoje člověka a potkana. Výsledky přispívají k pochopení procesu mitochondriální biogeneze respektive biogeneze ATP syntázy ve fetálních tkáních člověka a potkana.
|
|
|
Úloha mitochondrií v patogenezi Huntingtonovy nemoci
Řeháková, Kateřina ; Hansíková, Hana (vedoucí práce) ; Kohoutová, Michaela (oponent)
Huntingtonova nemoc (HD) je neurodegenerativní onemocnění postihující nervový systém. Je způsobená mutací genu kódující protein huntingtin. Mutace se projevuje znásobením tripletů CAG. Huntingtin je přítomný především v cytoplazmě. Interaguje s mnoha proteiny a role svou roli také při transkripci a buněčném transportu. Dále se také účastní správné regulace embryonálního vývoje a vývoje nervové tkáně. Je známo, že mutovaný huntingtin způsobuje vznik oxidačního stresu, poruchy biogeneze mitochondrií a poruchy OXPHOS. Diagnostika Huntingtonovy nemoci je založena na laboratorním vyšetření přítomnosti alely predisponující ke vzniku nemoci. Klinický obraz je také důležitou součástí diagnostiky. Pacient vykazuje neovladatelné choreatické pohyby těla a různě rozsáhlé demence. Cílem bakalářské práce bylo v teoretické části popsat hlavní charakteristiky Huntingtonovy nemoci se zaměřením dopadu HD na mitochondriální energetický metabolismus. V praktické části bylo cílem analyzovat respiraci mitochondrií pomocí vysoce citlivé polarografie v souboru 3 linií fibroblastů od pacientů s HD. Polarografická analýza ukázala, že respirace fibroblastů od pacientů s HD byla snížená ve srovnání s kontrolními liniemi. V naší studii se HD nejvíce projevila poškozením komplexu II oxidační fosforylace. Klíčová slova:...
|
|
|
Analýza vybraných mitochondriálních proteinů ve svalové tkáni prasečího modelu Huntingtonovy choroby
Dosoudilová, Žaneta ; Klempíř, Jiří (vedoucí práce) ; Baxa, Monika (oponent)
Huntingtonova nemoc (Huntington's disease; HN) je autozomálně dominantní dědičné neurodegenerativní onemocnění projevující se poruchami hybnosti, kognitivních funkcí a poruchami chování. HN je způsobena expanzí CAG tripletů (cytosin-adenosin-guanin) v genu uloženém na krátkém raménku 4. chromosomu. Tato expanze kóduje aberantní polyglutaminový řetězec v proteinu huntingtin (HTT). Fyziologický HTT a v případě HN mutovaný HTT (mHTT) se exprimují téměř ve všech tkáních a ovlivňují řadu buněčných funkcí. Počet nemocných je zhruba 1 na 10.000 obyvatel. V současnosti je tato nemoc nevyléčitelná a její mechanismy nejsou dostatečně dobře prozkoumány. Postihuje kromě centrální nervové soustavy také periferní tkáně včetně svalstva. Při HN dochází k narušení mitochondriálních funkcí a poškození systému oxidativní fosforylace, jež má za úkol produkci energie ve formě ATP. Výzkum na zvířecím modelu miniaturního transgenního HN prasete by mohl pomoci objasnit mechanismy patogeneze choroby a potenciální léčebnou strategii. V této práci byly metodou imunodetekce se specifickými protilátkami sledovány změny množství 14 vybraných mitochondriálních proteinů ve svalové tkáni u 3 věkových skupin transgenních HN miniprasat ve věku 24, 36 a 48 měsíců. S rostoucím věkem byla pozorována postupná progrese trendu snižování...
|
|
|
Zastoupení komponent ATP synthasomu v různých tkáních potkana a u pacientů s defektem ATP synthasy
Mikulová, Tereza ; Houštěk, Josef (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Komplexy oxidační fosforylace (OXPHOS) vytváří v rámci vnitřní mitochondriální membrány vyšší strukturní a funkční celky, tzv. superkomplexy, které umožňují cílené směrování substrátu z jednoho komplexu na druhý. I ATP synthasa je schopna organizovat se do komplexnějších struktur. V savčích mitochondriích se běžně vyskytuje v dimerní podobě, existují důkazy o její trimerizaci a dokonce i tetramerním uspořádání. Ukazuje se, že dochází i k vzájemnému propojení komponent mitochondriálního fosforylačního aparátu tvořeného ATP synthasou katalyzující fosforylaci ADP na ATP, přenašečem adeninových nukleotidů (ANT) zabezpečujícím výměnu nasyntetizovaného ATP za ADP přes vnitřní mitochondriální membránu a fosfátovým translokátorem (PiC), který umožňuje import anorganického fosfátu (Pi) do matrix mitochondrie. Tyto komponenty by mohly vytvářet superkomplex, tzv. ATP synthasom, který by zvyšoval efektivitu jednotlivých procesů vedoucích k tvorbě ATP. V této práci byly nejprve sledovány obsahy složek fosforylačního aparátu v souvislosti s rozdílným obsahem ATP synthasy v mitochondriích izolovaných celkem z devíti tkání potkana. Proteiny z izolovaných mitochondrií byly separovány pomocí elektroforéz za denaturujících podmínek (SDS-PAGE) a jejich množství byla analyzována specifickými protilátkami. Podle...
|
|
|
Studium exprese a maturace mitochondriálního systému oxidativní fosforylace v průběhu prenatálního vývoje savců
Mrhálková, Andrea ; Hůlková, Martina (vedoucí práce) ; Ješina, Pavel (oponent)
Postnatální adaptace novorozence na extrauterinní prostředí je kromě jiného závislá na maturaci mitochondriálního systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Pro proces maturace je nezbytný efektivní průběh mitochondriální biogeneze během fetálního vývoje. Nedostatečnost systému OXPHOS se podílí na mortalitě a morbiditě předčasně narozených dětí. Hlubší porozumění průběhu mitochondriální biogeneze na molekulárně genetické a biochemické úrovni je tedy důležité pro zlepšení péče o předčasně narozené děti, zvláště o kriticky nemocné novorozence. Práce vznikla v Laboratoři pro studium mitochondriálních poruch na Klinice dětského a dorostového lékařství, 1. LF UK v Praze. Studie byla zaměřena na molekulárně genetické analýzy genů kódujících podjednotky ATP syntázy a charakterizaci změn v množství mitochondriální DNA v průběhu fetálního vývoje člověka a potkana. Výsledky přispívají k pochopení procesu mitochondriální biogeneze respektive biogeneze ATP syntázy ve fetálních tkáních člověka a potkana.
|
|
|
Studium deficitu lidské F1Fo-ATPsyntázy
Suldovská, Sabina ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Černá, Leona (oponent)
F1FO-ATPsyntáza je klíčovým enzymem buněčného energetického metabolismu. Její případný deficit může být způsoben mutacemi ve dvou strukturních genech MT-ATP6 a MT- ATP8 v mitochondriální DNA či v jaderných genech ATPAF2 a TMEM70 kódující faktory pro biogenezi enzymu a strukturním genu ATP5E. Deficit F1FO-ATPsyntázy vede k rozvoji velmi závažného fenotypu postihující orgány s vysokými energetickými nároky s nástupem v novorozeneckém věku a nepříznivou prognózou. Mutace v uvedených genech navíc nezpůsobují pouze kvalitativní (mutace ve strukturních podjednotkách enzymu) či kvantitativní (mutace v genech pro faktory biogeneze enzymu) defekty, ale také jejich kombinace. Při studiu molekulární podstaty mitochondriálních onemocnění včetně deficitu F1FO-ATPsyntázy se využívá široká škála biochemických i molekulárně-genetických metod pro stanovení správné diagnózy, která je nezbytná pro včasné zahájení symptomatické léčby a genetické poradenství v postižených rodinách. Cílem diplomové práce bylo charakterizovat deficit F1FO-ATPsyntázy v izolovaných mitochondriích z linií kultivovaných buněk stanovením oligomycin-sensitivní ATP- hydrolytické aktivity F1FO-ATPsyntázy, enzymových aktivit komplexů dýchacího řetězce a sledováním změn v množství jednotlivých vybraných podjednotek a celého komplexu F1FO-...
|
host ::
RSS.