|
|
Cancer Immunotherapy exploiting engineered antibody fragments against prostate-specific membrane antigen
Das, Gargi ; Bařinka, Cyril (vedoucí práce) ; Vaněk, Ondřej (oponent) ; Ormsby, Tereza (oponent)
(Czech) Rakovina prostaty (PCa) představuje jednu z hlavních příčin mortality související s rakovinou v populaci mužů. Tento stav vyžaduje vývoj nových terapeutických přístupů přesahujících současnou konvenční léčbu s omezenou účinností. Prostatický specifický membránový antigen (PSMA) je jedním z nejpokročilejších biomarkerů pro zobrazování i terapii PCa díky své expresi specificky výrazně zvýšené neoplastických tkáních PCa a v metastatickém kastračně rezistentním karcinomu prostaty. Imunoterapeutické postupy zaměřené na PSMA skýtají v současné době velký potenciál jakožto nová platforma pro účinnou léčbu onemocnění. Předkládaná doktorská práce je zaměřena na inženýrství protilátkových fragmentů a fúzních proteinů odvozených z vysoce afinní monoklonální protilátky 5D3 specificky rozpoznávající PSMA. Cílem vývoje těchto molekul bylo dosažení specifického spojení imunitních buněk s biomarkerem PSMA vyvolávajícího eliminaci buněk prezentujících tento antigen. Za tímto účelem jsme zkonstruovali jednořetězcové variabilní fragmenty (scFv) protilátky 5D3, které byly následně fúzovány se sekvencemi anti-CD3 scFv a CP33, čímž jsme vytvořili fúzní proteiny specificky spojující imunitní buňky s T lymfocyty (BiTE) nebo s monocyty (5D3-CP33). Fúzní molekuly byly produkovány pomocí hmyzího expresního systému,...
|
|
|
Structural studies of metal-dependent hydrolases: Histone Deacetylase 6 and Glutamate Carboxypeptidase II
Shukla, Shivam ; Bařinka, Cyril (vedoucí práce) ; Stříšovský, Kvido (oponent) ; Kolenko, Petr (oponent)
Hydrolasy závislé na zinku patří do třídy metaloenzymů, které obsahují zinečnaté kationty katalyzující hydrolytické reakce. Strukturní studie těchto enzymů jsou prováděny za účelem získání detailních informací o povaze jejich trojrozměrné struktury, organizaci domén a štěpení jejich přirozených substrátů. Tato práce popisuje strukturní charakteristiku dvou různých metalohydrolas 1) lidské histondeacetylasy 6 (HDAC6) a 2) glutamátkarboxypeptidasy II (GCPII) s využitím odlišné sady biofyzikálních technik. HDAC6 je strukturně unikátní vícedoménový enzym složený z nestrukturovaných a globulárních domén. Reguluje množství buněčných procesů odštěpováním acetylové skupiny z postranních řetězců lysinů vyskytujících se v cílových proteinech. Je známo, že HDAC6 deacetyluje substráty odlišné od histonů jako je tubulin, Hsp90, cortactin a peroxiredoxiny. Vzhledem k jeho strukturní komplexnosti jsou dostupné strukturní informace o HDAC6 omezeny pouze na jeho globulární domény. V této studii byl použit komplexní metodický přístup založený na integraci experimentálních dat získaných několika ortogonálními biofyzikálními technikami, který umožnil tvorbu strukturního modelu HDAC6 v roztoku. Získaný model ukazuje, že díky svým nestrukturovaným oblastem HDAC6 může zaujímat více konformací a v roztoku se pravděpodobně...
|
|
|
Charakterizace rekombinantní myší glutamátkarboxypeptidasy III
Janoušková, Karolína ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
Glutamátkarboxypeptidasa II (GCPII, PSMA, NAALADasa) je transmembránová metalopeptidasa a díky štěpení specifických substrátů β-citryl-L-glutamátu (BCG), N-acetyl-L-aspartyl-L-glutamátu (NAAG) a polyglutamylovaných folátů (Pte-Glun) je studována jako potenciální terapeutický cíl. Enzymy, které by mohly kompenzovat enzymovou aktivitu a funkce GCPII, jsou proto rovněž relevantními cíli enzymologického výzkumu. Jedním z homologů GCPII s podobnou enzymovou aktivitou je glutamátkarboxypeptidasa III (GCPIII, NAALADasa II). U rekombinantní myší GCPIII ještě nebyly stanoveny kinetické parametry KM a kcat popisující její aktivitu. Myší GCPIII je důležité kineticky charakterizovat a porovnat s lidským ortologem, aby bylo zjištěno, jestli je enzymová aktivita tohoto enzymu v myším modelu srovnatelná se situací u člověka. Rekombinantní myší GCPIII byla kineticky charakterizována. Kinetické parametry rekombinantní myší GCPIII pro substráty NAAG a BCG byly změřeny metodou štěpení radioaktivně značeného substrátu. Kinetika reakce pro substrát Pte-Glu2 byla analyzována pomocí HPLC. Z hlediska štěpení NAAGu je lidská GCPIII účinnější než myší ortolog, v případě substrátu BCG jsou enzymy srovnatelné. Tyto výsledky nás posunou blíže k pochopení role GCPIII v nejpoužívanějším zvířecím modelu. Klíčová slova:...
|
|
|
Deriváty protilátek využitelné k detekci lidské glutamátkarboxypeptidasy II
Bělousová, Nikola ; Bařinka, Cyril (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Rakovina prostaty je jedním z nejzávažnějších rakovinných onemocnění na světě, a proto je velmi důležitý vývoj vhodných diagnostických a terapeutických postupů. Glutamátkarboxypeptidasa II (GCPII) je v současné době posuzována jako jeden z nejzajímavějších markerů rakoviny prostaty díky své tkáňově specifické expresi. Zatímco ve zdravé tkáni prostaty se vyskytuje mizivé množství tohoto proteinu, spolu se vznikem nádoru se výrazně zvyšuje produkce GCPII v transformovaných buňkách. Množství GCPII v rakovinné tkáni dále stoupá spolu se vzrůstající invazivitou nádoru, proto je GCPII vhodný marker pro časná i pokročilá metastazující stadia rakoviny prostaty. Současný výzkum se zaobírá vývojem látek dostatečně citlivých a specifických pro detekci malého množství GCPII, například v počátečních stadiích rakoviny. Deriváty protilátek se ukazují jako molekuly vhodné pro tento účel, neboť vykazují vysokou afinitu a specificitu a minimální nežádoucí vedlejší účinky. Proteinové inženýrství umožňuje přípravu celé řady protilátkových molekul lišících se svou velikostí, vazebnými vlastnostmi, stabilitou a rozpustností a způsobem produkce. Odlišné deriváty jsou vyvíjeny pro účely diagnostické a terapeutické a pro zobrazovací techniky, pro které jsou vhodné molekuly o střední až malé velikosti. Jedním typem těchto...
|
|
|
Klonování, exprese a biochemická charakterizace myší glutamátkarboxypeptidasy II
Knedlík, Tomáš ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Vaněk, Ondřej (oponent)
Glutamátkarboxypeptidasa II (GCPII) je membránová metalopeptidasa, jež je u člověka exprimována v mnoha tkáních, zejména pak v prostatě, centrální nervové soustavě a tenkém střevě. V centrální nervové soustavě GCPII hydrolyzuje nejrozšířenější peptidový neurotransmiter N-acetyl-L-aspartyl-α-L-glutamát na N-acetyl-aspartát a volný glutamát. Volný glutamát je významný excitační neurotransmiter a jeho uvolněním do synaptické štěrbiny se GCPII podílí na glutamátové neurotoxicitě při patologických stavech. Inhibice této proteolytické aktivity byla prokázána na potkaních modelech jako neuroprotektivní. V lidském tenkém střevě GCPII odštěpuje koncové glutamátové zbytky z poly-γ- glutamylovaných folátů, čímž umožňuje jejich vstřebávání. Funkce GCPII v prostatě je stále neznámá, avšak díky velmi vysoké expresi v nádorech prostaty se GCPII využívá jako marker pro diagnózu nádorových onemocnění prostaty. GCPII by tak mohla být nejenom diagnostickým markerem, ale i perspektivním cílem pro terapii nádorových onemocnění i pro léčbu mozkových poruch způsobených glutamátovou excitotoxicitou. Pro vývoj a testování nových léků a léčebných metod je nutné mít vhodný zvířecí model. Vhodným modelovým organismem je např. myš (Mus musculus), která je hojně užívána v mnoha vědeckých studiích. Přesto dosud nebyla provedena...
|
|
|
Zinc-Dependent Hydrolases: Structure-Function Study of Glutamate Carboxypeptidase II and Histone Deacetylase 6
Škultétyová, Ľubica ; Bařinka, Cyril (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent) ; Novák, Petr (oponent)
Proteiny vázající zinek představují přibližně desetinu proteomu a významnou část z nich tvoří hydrolasy závislé na zinku. Tato disertační práce se zaměřuje na biochemickou a strukturní charakterizaci glutamátkarboxypeptidasy II (GCPII) a histondeacetylasy 6 (HDAC6), které jsou členy rodiny metalohydrolas závislých na zinku, a popisuje interakce s jejich přirozenými substráty a inhibitory. GCPII je homodimerní membránová proteasa, která v centrální a periferní nervové soustavě katalyzuje odštěpení glutamátu z neuropřenašeče N-acetyl-aspartyl glutamátu (NAAG) a v tenkém střevě z folátů přijatých v potravě. Tento enzym je spojován s několika neurologickými poruchami a představuje také ideální cíl pro diagnostiku a léčbu rakoviny prostaty. Inhibitory GCPII obvykle nesou skupinu vázající zinek a dále obsahují funkční skupinu specificky rozpoznávanou v S1' místě enzymu (tvořenou glutamátovým zbytkem nebo jeho isosterem). Tyto sloučeniny jsou přirozeně hydrofilní molekuly, což brání jejich průniku přes hematoencefalickou bariéru a znemožňuje inhibici GCPII v centrální nervové soustavě. V této disertační práci představujeme různé strategie zaměřené na záměnu tradičního P1' glutamátového zbytku nevětvenými neproteinogenními aminokyselinami a bioisostery glutamátu. Dále pak sledujeme vliv zavedení...
|
|
|
Příprava a charakterisace rekombinantního dermcidinu jako potenciálního proteinového partnera glutamátkarboxypeptidasy II
Tužil, Jan ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Pavlíček, Jiří (oponent)
Proces novotvorby cévního zásobení je klíčový pro růst a přežití jakéhokoliv pevného nádoru. Zatímco většina nádorů zůstává nevaskularizována a zpravidla nepřesáhne svou velikostí několik milimetrů, některé novotvary prochází tzv. angiogenním přechodem, v důsledku čehož začne docházet tvorbě krevních tělísek. Počet buněk podstupujících apoptosu se snižuje a nádor se začíná rozrůstat. Je známo několik dobře prostudovaných faktorů, jež ovlivňují fyziologické děje spojené s novotvorbou cév. Tyto látky se mohou, ale nemusí vyskytovat i v tkáních nádoru. Glutamátkarboxypeptidáza II (GCPII; EC 3.4.17.21) je transmembránový glykoprotein II. typu, u něhož byly objeveny dvě fyziologicky významné enzymatické aktivity. GCPII je exprimována ve vaskulatuře pevných nádorů, přičemž zde však nebyla pozorována žádná funkce spojená s těmito aktivitami. Přestože se spekuluje o možné receptorové funkci GCPII, přirozený ligand dosud nebyl identifikován. Předcházející experimenty v naší laboratoři naznačily možnost interakce některých proteinů s GCPII. Jeden z nich- dermcidin byl vybrán jako možný vazebný partner, byl naklonován, exprimován v savčích buňkách a poté byla prověřena jeho možná interakce s GCPII pomocí nového detekčního systému využívajícího kotvu FLAG. Interakci in vitro se však nepodařilo potvrdit ani vyvrátit.
|
|
|
Fyziologická a patofyziologická role GCPII v organismu
Sedlák, František ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Klener, Pavel (oponent) ; Smetana, Karel (oponent)
Glutamátkarboxypeptidasa II (GCPII) je metaloproteáza zodpovědná za štěpení neurotransmiteru N-acetyl-aspartyl-glutamátu v centrálním nervovém systému na N-acetyl-aspartát a glutamát. Současně v lidském tenkém střevě napomáhá vstřebávání folátů pomocí odštěpování γ-vázaných glutamátů z folyl-poly-γ-glutamátu. GCPII je u člověka exprimována i v řadě dalších orgánů (např. ledviny a prostata) a nádorech, kde však její fyziologická funkce není známa. Při komplexním studiu role tohoto enzymu v savčím organismu jsme nejprve charakterizovali komerčně dostupné monoklonální protilátky proti GCPII. Dále jsme vyvinuli jejich plně syntetickou náhradu založenou na hydrofilním polymeru s navázanými GCPII inhibitory. Poté jsme zhodnotili vhodnost užití myšího biomodelu pro studium funkce GCPII in vivo, kdy jsme zachytili rozdíl v expresním profilu GCPII v myši a člověku. U myši ani v prostatě, ani v tenkém střevě jsme GCPII nepozorovali. Pro zhodnocení fyziologické a patofyziologické funkce enzymu jsme analyzovali myší GCPII-deficientní model. Kromě pozorování zvětšených semenných váčků u starších samců jsme nezjistili žádný další zjevný fenotyp. Obdobně jsme vyvrátili i schopnost GCPII štěpit amyloidní peptidy (Aβ1-40 a Aβ1-42). Ukazuje se tak, že chybějící aktivita GCPII v organismu nemá žádné evidentní...
|
|
|
Structure-assisted development of a continuous carboxypeptidase assay
Rakhimbekova, Anastasia ; Bařinka, Cyril (vedoucí práce) ; Bouřa, Evžen (oponent)
Glutamát karboxypeptidasa II (GCPII) je zinek-dependentní karboxypeptidasa s vysokou hladinou exprese u karcinomu prostaty. Vzhledem k tomu, že daný enzym představuje ověřený cíl pro terapii a zobrazování rakoviny, je vývoj nových ligandů specifických pro GCPII stále předmětem aktivního akademického a průmyslového výzkumu. Stávající analýzy pro screening knihoven inhibitorů a stanovení účinnosti inhibitorů nejsou však optimální. Tato diplomová práce je zaměřena na vývoj malých interně zhášených sond, které by mohly být použity pro kontinuální měření enzymatické aktivity GCPII. Tyto sondy jsou odvozeny z přirozených substrátů GCPII a sestávají z páru fluorofor/zhášeč spojeného GCPII- hydrolyzovatelným linkerem. Nejprve jsem charakterizovala biofyzikální vlastnosti sond a poté stanovila kinetické parametry jejich hydrolýzy GCPII. Optimalizovaná metoda pro stanovení karboxypeptidasové aktivity byla použita pro určení IC50 u několika GCPII-specifických inhibitorů. Nakonec komplexy mezi neaktivním enzymem a uvedenými sondami byly kokrystalizovány, a pro jeden z komplexů byly provedeny upřesnění a analýza struktury. Naše data naznačují, že sondy jsou zapojeny do nekovalentních interakcí se stejnými aminokyselinovými zbytky aktivního místa enzymu jako přirozené substráty. Vyvinutá analýza může být...
|
|
|
Zinc-Dependent Hydrolases: Structure-Function Study of Glutamate Carboxypeptidase II and Histone Deacetylase 6
Škultétyová, Ľubica
Proteiny vázající zinek představují přibližně desetinu proteomu a významnou část z nich tvoří hydrolasy závislé na zinku. Tato disertační práce se zaměřuje na biochemickou a strukturní charakterizaci glutamátkarboxypeptidasy II (GCPII) a histondeacetylasy 6 (HDAC6), které jsou členy rodiny metalohydrolas závislých na zinku, a popisuje interakce s jejich přirozenými substráty a inhibitory. GCPII je homodimerní membránová proteasa, která v centrální a periferní nervové soustavě katalyzuje odštěpení glutamátu z neuropřenašeče N-acetyl-aspartyl glutamátu (NAAG) a v tenkém střevě z folátů přijatých v potravě. Tento enzym je spojován s několika neurologickými poruchami a představuje také ideální cíl pro diagnostiku a léčbu rakoviny prostaty. Inhibitory GCPII obvykle nesou skupinu vázající zinek a dále obsahují funkční skupinu specificky rozpoznávanou v S1' místě enzymu (tvořenou glutamátovým zbytkem nebo jeho isosterem). Tyto sloučeniny jsou přirozeně hydrofilní molekuly, což brání jejich průniku přes hematoencefalickou bariéru a znemožňuje inhibici GCPII v centrální nervové soustavě. V této disertační práci představujeme různé strategie zaměřené na záměnu tradičního P1' glutamátového zbytku nevětvenými neproteinogenními aminokyselinami a bioisostery glutamátu. Dále pak sledujeme vliv zavedení...
|
host ::
RSS.