|
|
Příprava rekombinantního lidského cytochromu b5
Hálková, Tereza ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Hudeček, Jiří (oponent)
Cytochrom b5 je malý hemový protein. V lidském organismu se vyskytuje ve třech formách, a to vázaný v membráně endoplasmatického retikula (mikrosomální cyt b5) nebo ve vnější mitochondriální membráně, ale také jako solubilní forma v cytoplasmě maturovaných erytrocytů. Cytochrom b5 slouží zejména jako jednoelektronový přenašeč při různých reakcích, včetně reakcí katalyzovaných cytochromy P450. Jedním z cílů předkládané diplomové práce bylo připravit a izolovat solubilní králičí cytochrom b5, a to metodou heterologní exprese v Escherichia coli BL 21 Gold. Pro expresi byl použit expresní vektor založený na plasmidu pET22b, který nesl syntetický gen kódující králičí mikrosomální cytochrom b5, u něhož byla odstraněna část kódující C-terminální membránovou kotvu. Dále byly syntetizovány geny kódující lidský erytrocytární a mikrosomální cytochrom b5. Geny pro lidské cytochromy b5 byly vloženy do klonovacího vektoru pUC19, amplifikovány v kompetentních buňkách E. coli DH5α a verifikovány DNA sekvenací. Následně byly zkonstruovány a ověřeny expresní vektory pET22b obsahující geny kódující lidský mikrosomální a erytrocytární cytochrom b5. Klíčová slova: Heterologní exprese, genová syntéza, lidský cytochrom b5, izolace
|
|
|
Terpene discovery combining in silico and molecular biology approaches
Smrčková, Helena ; Pluskal, Tomáš (vedoucí práce) ; Hodek, Petr (oponent)
Terpenoidy představují rozsáhlou a chemicky i strukturně rozmanitou skupinu metabolitů, což z nich činí významný zdroj potenciálních terapeutik. Terpenoidy jsou běžně využívány v potravinářství, farmacii, kosmetice či jako paliva. Výchozí látky pro biosyntézu terpenů jsou kondenzované a v některých případech cyklické uhlovodíky syntetizované z lineárních isoprenyl pyrofosfátů enzymy terpensynthasami. Tato rozsáhlá proteinová rodina sdílí společné motivy a domény určující funkci, které lze použít jako matrici pro hledání homologů mezi proteiny s dosud neznámou funkcí. Potenciál necharakterizovaných proteinů produkovat dosud nepopsané terpenové struktury byl hodnocen in silico pomocí metody vyvinuté v laboratoři Mgr.Tomáše Pluskala, Ph.D. na Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR. Devět proteinů pocházejících z rostlin, bakterií a hub bylo podrobeno heterologní expresi v upravených kvasinkových kmenech JWY501 a ZX178-08, které nadměrně produkují nezbytné isoprenyl pyrofosfátové prekurzory. Výsledné extrakty kvasinkových kultur byly analyzovány pomocí plynové chromatografie-hmotnostní spektrometrie a kapalinové chromatografie- hmotnostní spektrometrie, přičemž pět z devíti proteinů vykazovalo terpensynthasovou aktivitu. Bylo zjištěno, že dva seskviterpeny produkované houbovým enzymem...
|
|
|
Molekulární podstata interakcí mezi Dishevelled 3 (DVL3) a proteinovým regulátorem cytokineze 1 (PRC1)
Kropáčková, Veronika ; Bařinka, Cyril (vedoucí práce) ; Macůrková, Marie (oponent)
Scaffolding protein Dishevelled (Dvl) je klíčovou součástí Wnt signalizačních kaskád. Podílí se na řadě biologických procesů, kterými jsou například proliferace, diferenciace a migrace buněk, určování buněčné polarity a také obnova kmenových buněk. Je nepostradatelný pro správný vývoj embrya i tkáňovou homeostázu v dospělosti. Proteinový regulátor cytokineze (PRC1) patří mezi proteiny asociované s mikrotubuly. Podílí se na tvorbě centrálního svazku antiparalelních mikrotubulů (tzv. spindle midzone) v průběhu buněčného dělení, který předchází vzniku kontraktilního prstence a je nezbytný pro správný průběh cytokineze. V naší laboratoři byl PRC1 identifikován jako potenciální interakční partner DVL3. Tato diplomová práce je zaměřena na vymezení interakčního rozhraní mezi DVL3 a PRC1 s využitím TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence) mikroskopie. K tomuto účelu byly navrženy, exprimovány a purifikovány přirozeně se vyskytující formy DVL a PRC1 a jejich zkrácené varianty. Bylo zjištěno, že PRC1 interaguje se všemi izoformami DVL a pro interakci mezi PRC1 a DVL3 je nezbytná N-terminální část PRC1 a že na interakci se zřejmě podílí DEP doména DVL3. Klíčová slova: Dishevelled 3, DVL3, Proteinový regulátor cytokineze 1, PRC1, interakční rozhraní, TIRF mikroskopie
|
|
|
Kvasinky jako model pro studium savčích onkogenních transkripčních faktorů
Novák, Josef ; Zámostná, Blanka (vedoucí práce) ; Šťovíček, Vratislav (oponent)
Kvasinky jsou výborným modelovým organismem pro studium buněčných pochodů a za tímto účelem pro ně bylo vytvořeno značné množství technik a protokolů. Pro studium transkripčních faktorů v kvasinkách jsou vytvořeny specifické postupy, jako jsou modifikované kvasinkové dvouhybridní systémy, jednohybridní systémy a systémy zkoumající schopnost transkripčního faktoru transaktivovat reportérový gen. V hlavní části této práce jsou podrobně popsány studie zkoumající savčí onkogenní proteiny komplexu AP-1 a proteinových rodin Myc a Myb. Pomocí kvasinkových modelů lze určovat strukturně- funkční vlastnosti zkoumaných proteinů a v některých případech i odhadnout jejich onkogenní vlastnosti (FASAY, schopnost proteinu c-Myc transaktivovat reportérový gen). Výsledky z kvasinkových modelů ovšem musí být ověřeny v savčích buňkách. 1
|
|
|
Mutantní glykosidasy s vysokou substrátovou specifitou a jejich analýza
Nekvasilová, Pavlína ; Bojarová, Pavla (vedoucí práce) ; Lichá, Irena (oponent)
β-N-Acetylhexosaminidasy (EC 3.2.1.52, GH20) jsou retenující exo-glykosidasy, které in vivo odštěpují jak β-N-acetylglukosamin (GlcNAc), tak β-N-acetylgalaktosamin (GalNAc) z glykosylovaných struktur. Za vhodných reakčních podmínek jsou tyto enzymy schopné glykosidovou vazbu i syntetizovat. Cílenou mutagenezí v aktivním centru enzymu lze např. dosáhnout změny substrátové specifity nebo potlačit hydrolytickou aktivitu enzymu ve prospěch syntézy. Předkládaná práce se zabývá třemi mutantními β-N-acetylhexosaminidasami z Talaromyces flavus. V jejich aktivním centru byla provedena záměna aminokyselinových zbytků, které jsou zodpovědné za vazbu hydroxylu na C-4 substrátu (Arg218, Glu546), za aminokyseliny navržené na základě molekulárního modelování. Byl studován vliv vnesených jednobodových mutací na substrátovou specifitu připravených enzymů. Mutantní β-N-acetylhexosaminidasy byly heterologně exprimovány v Pichia pastoris a charakterizovány. Dále byly provedeny transglykosylační reakce s těmito enzymy. Připravené sacharidové produkty byly charakterizovány pomocí NMR.
|
|
|
Heterologní exprese a izolace lidských isoforem cytochromů P450 1A1/2
Milichovský, Jan ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Hodek, Petr (oponent)
Cytochromy P450 tvoří velmi početnou rodinu hemoproteinů. Řada z nich je zodpovědná za metabolismus endogenních látek, ale velmi významnou roli hrají i v detoxifikaci cizorodých látek (xenobiotik) a také v aktivaci některých z nich na reaktivní karcinogeny tvořící kovalentní adukty s DNA a zvyšující vnitrobuněčný oxidativní stres. Pro cytochromy P450 je typická nízká substrátová specifita, takže jeden enzym může oxidovat desítky až stovky různých substrátů. Mezi enzymy metabolizující planární aromatické sloučeniny (např. polycyklické aromatické uhlovodíky, azobarviva atd.) patří cytochrom P450 1A1, a dále cytochrom P450 1A2, který vykazuje podobnou substrátovou specifitu, ale preferuje mírně bazické aromáty, a mezi jinými metabolizuje například kofein. Tato práce se zabývá (i) přípravou expresních vektorů kódující geny lidských forem cytochromů P450 1A1 a 1A2, (ii) heterologní expresí těchto proteinů a (iii) izolací těchto lidských forem cytochromu P450. V rámci práce byly geny kódující oba proteiny proteiny upraveny a přeneseny ze starších vektorů do vysoce účinných expresních plasmidů pET- 22b. Jelikož však exprese v nových plasmidech neposkytovala nativní protein, byly připraveny expresní vektory s využitím původního expresního plasmidu pCW, které nesly upravený gen cytochromu P450 1A2. Kvůli...
|
|
|
Příprava vektorů pro heterologní expresi lidského cytochromu P450 1B1
Sojka, Pavel ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Moserová, Michaela (oponent)
Laboratoř molekulární karcinogeneze a vývoje léčiv, pod jejíž záštitou byl tento projekt vypracován, se problematikou cytochromů P450 zabývá již delší dobu. Tyto enzymy se podílejí v drtivé většině na první fázi biotransformace jak xenobiotik, tak endogenních látek, méně často pak na syntéze např. látek steroidní povahy. Práce se zabývá přípravou expresních vektorů založených na plasmidu pET-22b, vhodných pro přípravu lidské formy cytochromu P450 1B1 metodou heterologní exprese. Tento cytochrom P450 je přítomný v endoplasmatickém retikulu především extrahepatálních tkáních a jeho exprese je navíc indukována dioxiny a polycyklickými aromatickými uhlovodíky. K přípravě vektoru byl použit gen pro lidský cytochrom P450 1B1, který byl pomocí metody PCR upraven. Na oba konce genu byla přidána štěpící místa pro restrikční endonukleasy a v jednom případě také úsek kódující histidinovou kotvu pro snadnější izolaci enzymu. Pomocí agarosové elektroforesy byl jak insert, tak štěpený plasmid verifikován a zároveň také purifikován k ligaci a následné transformaci konstruktu do kompetentních buněk E. coli DH5. Klíčová slova: cytochrom P450 1B1, karcinogeneze, plasmid, heterologní exprese
|
|
|
Mechanismus působení protinádorového léčiva ellipticinu v cílových tkáních jeho účinku
Vranová, Iveta ; Stiborová, Marie (vedoucí práce) ; Martínková, Markéta (oponent)
Ellipticin je alkaloid čeledě Apocynaceae, který vykazuje významný protinádorový a anti-HIV účinek. Na metabolismu ellipticinu se podílí cytochromy P450 (CYP) a peroxidasy za vzniku aktivačních a detoxifikačních metabolitů. Již v dřívějších pracích byly identifikovány jednotlivé isoformy CYP, které se podílí na oxidaci ellipticinu v různých tkáních (játra, plíce, ledviny) laboratorního potkana, vhodného modelu ilustrujícího osud ellipticinu v lidském organismu. V této diplomové práce byl studován vliv ellipticinu na obsah a aktivitu cytochromů P450 a na dalších složek MFO systému v tomto zvířecím modelu. Pro stanovení obsahu CYP a dalších složek MFO systému v isolovaných mikrosomech byly využity spektroskopické a elektrochemické metody. Pro stanovení katalytické aktivity CYP a NADPH:cytochrom P450 reduktasy byly využity reakce se specifickými substráty. Z výsledků vyplývá, že u zvířat premedikovaných ellipticinem dochází k zvýšení exprese i katalytické aktivity CYP podrodiny 1A ve všech testovaných orgánech (játra, ledviny, plíce). V játrech navíc dochází vlivem ellipticinu ke zvýšení exprese cytochromu b5 a zvýšení exprese a katalytické aktivity CYP3A. Podobně se i obsah a katalytická aktivita NADPH:cytochrom P450 reduktasy měnila v závislosti na premedikaci zvířat ellipticinem. Cytochrom P450 2S1...
|
|
|
Vliv optimalizace genu na rekombinantní expresi lidského cytochromu P450 3A4
Svobodová, Barbora ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Bořek Dohalská, Lucie (oponent)
Cytochrom P450 3A4 je integrální protein vyskytující se v membráně endoplasmatického retikula. U člověka se v nejvyšší míře vyskytuje v jaterní tkáni. Je důležitým enzymem metabolismu xenobiotik. V procesech biotransformace přeměňuje zhruba polovinu všech používaných léčiv. Hlavním cílem diplomové práce bylo ověřit vliv genové optimalizace na heterologní expresi lidského cytochromu P450 3A4. Při řešení práce byly nejprve připraveny a ověřeny expresní konstrukty založené na vektoru pET22b. Byla porovnána efektivita exprese zkrácené formy zájmového proteinu za použití syntetického genu optimalizovaného pro produkci v hostitelském organismu odvozeném od parentálního kmene K-12 vůči produkci stejně zkráceného cytochromu P450 3A4 v témže vektoru ovšem s originálním lidským genem získaným z cDNA. Bylo potvrzeno, že optimalizace nukleotidové sekvence genu pro hostitelský organismus E. coli skutečně činnost exprese zkrácené formy proteinu zvyšuje, i když množství aktivní formy proteinu nedosahuje výtěžků obvyklých u jiných netoxických solubilních proteinů. Kromě toho byl učiněn pokus o produkci kompletní nezkrácené formy lidského cytochromu P450 3A4 v expresním vektoru pET22b. Množství této formy proteinu přítomné v bakteriální membránové frakci však bylo ve srovnání se zkrácenou formou mnohem nižší....
|
|
|
Heterologní exprese a izolace lidského cytochromu P450 1B1
Sojka, Pavel ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Moserová, Michaela (oponent)
Cytochromy P450 tvoří superrodinu hemových enzymů, jejíž jednotliví zástupci se vyznačují velmi širokou substrátovou specifitou, tudíž dokáží odbourávat desítky až stovky různých substrátů, avšak s různou účinností a kinetikou. Mezi látky, jež jsou schopni zástupci superrodiny cytochromů P450 odbourávat, patří jak eobiotika, tak xenobiotika. U obratlovců se jedná o membránové enzymy vázané v endoplasmatickém retikulu, které se vyskytují ve zvýšené míře v celé řadě tkání, např. v kůži, ledvinách či plicích. Nejvíce a nejčastěji se ovšem vyskytují v játrech. Cytochrom P450 1B1 je inducibilní enzym, který se vyskytuje převážně v plicích a kůži. Jeho exprese je indukována převážně přítomností polycyklických aromatických uhlovodíků a dioxinů. Mezi xenobiotika degradovaná cytochromem P450 1B1 patří rovněž některé heterocyklické aminy. Enzymy superrodiny cytochromů P450 jsou taktéž zodpovědné za metabolickou aktivaci řady karcinogenů na reaktivní látky, jež participují na vzniku aduktů s DNA a zvyšují hladinu oxidačního stresu v buňce. Tato diplomová práce se zabývá (i) přípravou dvou forem expresních vektorů kódujících gen lidské formy cytochromu P450 1B1, (ii) heterologní expresí tohoto proteinu, (iii) jeho následnou izolací doplněnou v jednom případě o štěpení TEV proteasou a (iv) porovnáním aktivity...
|
host ::
RSS.