|
|
Základ strukturně-funkční studie vybraných enzymů 4-alkyl- L-prolinové dráhy
Zachovalová, Veronika ; Zdvořáková, Lucie (vedoucí práce) ; Košek, Dalibor (oponent)
4-alkyl-L-prolinový derivát (APD) je stavebním blokem několika důležitých bioaktivních specializovaných metabolitů produkovaných aktinobakteriemi. Nachází se například ve struktuře antibiotika linkomycinu, bakteriálního hormonu s antimikrobiálním účinkem hormaomycinu, antituberkulotika griselimycinu či pyrrolo-1,4-benzodiazepinů (PBD), které mají protinádorové účinky. APD, či jejich prekursory, vznikají z L-leucinu či L-tyrosinu v unikátní biosyntetické dráze tvořené až šesti homologními proteiny označovanými Apd1 - Apd6. První část práce pokládá základ krystalizační studii SAM-závislé methyltransferasy Apd3 z biosyntézy linkomycinu - proteinu LmbW, za účelem objasnění skutečné podoby přirozeného substrátu tohoto proteinu, který je stále předmětem vědeckých diskuzí. Byla optimalizována metoda purifikace poskytující protein LmbW dostatečné kvantity, kvality a čistoty pro krystalizaci, následně byly definovány základní krystalizační podmínky umožňující růst krystalů. Druhá část práce se zabývá objasněním odlišné reakční specifity Apd6 homologních proteinů - F420H2-závislých oxidoreduktas, katalyzujících jedno- (Por15 - biosyntéza PBD porothramycinu) či dvojnásobnou (LmbY - biosyntéza linkomycinu) redukci na identickém substrátu se dvěma konjugovanými dvojnými vazbami. Na základě recentně vyřešené...
|
|
|
Analýza a izolace intermediátů biosyntetické dráhy alkylprolinových derivátů
Cudlman, Lukáš ; Bosáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Michalíková, Klára (oponent)
(CZ) Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu, analýzu a izolaci intermediátů biosyntetické dráhy 4-alkyl-L-prolinových derivátů pro jejich strukturní identifikaci. Mezi sloučeniny obsahující inkorporované 4-alkyl-L-prolinové deriváty patří klinicky používané antibiotikum, linkomycin A, ze skupiny linkosamidů, dále některé pyrrolobenzodiazepiny s protinádorovými účinky a bakteriální hormon hormaomycin. Studiem intermediátů biosyntetických drah těchto biologicky aktivních sloučenin je možné získat poznatky, které mohou být využity při přípravě nových a účinnějších derivátů biologicky aktivních metabolitů. První část diplomové práce se zaměřuje na žlutě zabarvené dikarboxylové intermediáty 1 a 2 biosyntetické dráhy 4-propyl-L-prolinu - prekursoru linkomycinu A. V přítomnosti methylačního činidla S-adenosyl-L-methioninu a C-methyltransferasy LmbW se podařilo částečně přeměnit intermediát 1 na intermediát 2. Obě sloučeniny byly identifikovány pomocí ultra-vysokoúčinné kapalinové chromatografie z absorpčních i hmotnostně-spektrometrických spekter. Byla vyvinuta semi- -preparativní chromatografická metoda pro izolaci obou intermediátů. Neočekávaně byla zjištěna výrazně nižší stabilita intermediátu 2 ve srovnání s intermediátem 1 v in vitro enzymatické reakční směsi. Druhá část diplomové práce se...
|
|
|
Sdílené kroky biosyntetických drah linkomycinu a pyrrolo-benzodiazepinů
Jiráčková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Linkomycin a jeho polosyntetický derivát klindamycin jsou terapeuticky využívaná antibiotika inhibující proteosyntézu v citlivých bakteriích. Jejich struktura se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, které jsou spojeny amidovou vazbou. Před časem byla zjištěna sekvence genového shluku pro biosyntézu linkomycinu a navrženy funkce pro většinu proteinů kódovaných geny shluku na základě porovnání se známými proteiny a inaktivací genů. Již dlouho bylo jasné, že aminokyselinové části linkomycinu (propylprolinu) je příbuzná dihydropyrrolová část pyrrolo[1,4]benzodiazepinů (PBD). Obě tyto části jsou odvozené od L-tyrosinu a prochází z počátku stejnou biosyntetickou dráhou. Další biosyntetické kroky se však rozcházejí. Věří se, že přenos genů z genového shluku pro produkci PBD do biosyntetického genového shluku pro linkomycin by mohl modifikovat strukturu propylprolinu a vylepšit tak vlastnosti linkomycinu, např. zvýšit antimalarické účinky. Nejúčinnějšími antibiotiky jsou alkylované deriváty, jejichž chemická syntéza je velmi složitá, ale mohly by být připraveny pomocí genového inženýrství jako tzv. hybridní antibiotika.
|
|
|
Analýza aminokyselinové větve biosyntetické dráhy antibiotika linkomycinu
Smutná, Yvona ; Najmanová, Lucie (oponent)
Analýza aminokyselinové větve biosyntetické dráhy antibiotika linkomycinu Abstrakt Linkomycin a jeho deriváty jsou svými antibiotickými vlastnostmi využitelné v humánní i veterinální medicíně k léčbě infekcí způsobených grampozitivními patogeny. Molekula linkomycinu se skládá ze dvou podjednotek, a to methyllinkosamidu a propylprolinu, spojených peptidovou vazbou. Cílem práce bylo přiřadit gen lmbX k biosyntetické dráze propylprolinu, založeném na inaktivačních pokusech. Gen lmbX byl inaktivován pomocí technologie REDIRECT: PCR targeting system in Streptomyces coelicolor. Pro inaktivaci byl vybrán kmen S. lincolnensis, na němž bylo testováno, zda po inaktivaci produkuje do fermentačního média LM pomocí UPLC analýzy. Zastavená produkce LM byla poté obnovena obohacujícím experimentem. Bylo prokázáno, že uvedeným postupem došlo k inaktivaci genu a produkce LM byla potlačena. Obohacujícím experimentem PPL byla produkce LM obnovena a byl gen lmbX přiřazen k biosyntéze PPL.
|
|
|
Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát
Steiningerová, Lucie
Protinádorové pyrrolobenzodiazepiny (PBD), linkosamidová antibiotika, bakteriální signální molekula hormaomycin a protituberkulózní griselimycin jsou strukturně i funkčně diverzifikovaná skupina aktinobakteriálních metabolitů, jejichž společným strukturním znakem je inkorporace 4-alkyl-L-prolinového derivátu (APD) vznikajícího specializovanou biosyntetickou dráhou z L-tyrosinu či L-leucinu. APD dráhy se účastní sada až šesti homologních proteinů, dle jejich předpokládaného pořadí v biosyntéze modelového APD, 4-propyl-L-prolinu (APD linkosamidu linkomycinu), byly označeny jako Apd1 - Apd6. Tato práce cílí na objasnění funkce Apd6 proteinů katalyzujících poslední předpokládaný krok specializované APD dráhy, F420H2-závislou redukci. Heterologní nadprodukcí a in vitro testováním šesti Apd6 homologů bylo demonstrováno, že Apd6 z biosyntézy PBD a hormaomycinu jsou schopné v přítomnosti F420H2 redukovat pouze endocyklickou iminovou vazbu 4-substituované Δ1 -pyrrolin- 2-karboxylové kyseliny. Na druhou stranu Apd6 LmbY z biosyntézy linkomycinu a částečně GriH z biosyntézy griselimycinu redukují také více inertní exocyklickou dvojnou vazbu stejného substrátu. V tomto kontextu se LmbY a GriH reduktasy vyznačují dosud nepopsanou aktivitou, která má navíc biologickou relevanci, neboť přispívá k rozmanitosti...
|
|
|
Biosyntéza propylprolinové stavební jednotky linkomycinu
Jirásková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Čejková, Alena (oponent) ; Fišer, Radovan (oponent)
Klinicky využívané antibiotikum linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, kterou je 4-propyl-L-prolin (PPL). Tato jednotka je velmi důležitá z hlediska bioaktivity tohoto antibiotika, což je patrné z nižší aktivity příbuzného antibiotika celesticetinu, který inkorporuje do struktury proteinogenní L-prolin. Genové shluky pro biosyntézu obou linkosamidů jsou publikovány a odrážejí společný základ - biosyntézu aminocukerného prekurzoru a kondenzační reakce. Ovšem v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu se nacházejí navíc geny kódující biosyntézu specifické aminokyseliny PPL. Tento alkylprolinový derivát (APD) má společný biosyntetický původ s dalšími APD, které jsou součástí struktur protinádorových pyrrolobenzodiazepinů a signální molekuly hormaomycinu, což se odráží i v přítomnosti homologních genů v jejich genových shlucích. Výsledky výzkumu biosyntézy PPL se tedy uplatní pro větší skupinu přírodních látek. První celkový koncept biosyntézy APD byl publikován již před čtyřiceti lety. Milníkem byl pak rok 1995, kdy byl publikován genový shluk pro biosyntézu linkomycinu a k jednotlivým reakcím biosyntézy byly navrženy konkrétní genové produkty. Funkční prokázání proteinů bylo provedeno zatím u prvních dvou kroků biosyntézy APD (proteiny LmbB2 a LmbB1), která vychází z...
|
|
|
Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát
Steiningerová, Lucie ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Masák, Jan (oponent) ; Obšilová, Veronika (oponent)
Protinádorové pyrrolobenzodiazepiny (PBD), linkosamidová antibiotika, bakteriální signální molekula hormaomycin a protituberkulózní griselimycin jsou strukturně i funkčně diverzifikovaná skupina aktinobakteriálních metabolitů, jejichž společným strukturním znakem je inkorporace 4-alkyl-L-prolinového derivátu (APD) vznikajícího specializovanou biosyntetickou dráhou z L-tyrosinu či L-leucinu. APD dráhy se účastní sada až šesti homologních proteinů, dle jejich předpokládaného pořadí v biosyntéze modelového APD, 4-propyl-L-prolinu (APD linkosamidu linkomycinu), byly označeny jako Apd1 - Apd6. Tato práce cílí na objasnění funkce Apd6 proteinů katalyzujících poslední předpokládaný krok specializované APD dráhy, F420H2-závislou redukci. Heterologní nadprodukcí a in vitro testováním šesti Apd6 homologů bylo demonstrováno, že Apd6 z biosyntézy PBD a hormaomycinu jsou schopné v přítomnosti F420H2 redukovat pouze endocyklickou iminovou vazbu 4-substituované Δ1 -pyrrolin- 2-karboxylové kyseliny. Na druhou stranu Apd6 LmbY z biosyntézy linkomycinu a částečně GriH z biosyntézy griselimycinu redukují také více inertní exocyklickou dvojnou vazbu stejného substrátu. V tomto kontextu se LmbY a GriH reduktasy vyznačují dosud nepopsanou aktivitou, která má navíc biologickou relevanci, neboť přispívá k rozmanitosti...
|
|
|
Analýza a izolace intermediátů biosyntetické dráhy alkylprolinových derivátů
Cudlman, Lukáš ; Bosáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Michalíková, Klára (oponent)
(CZ) Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu, analýzu a izolaci intermediátů biosyntetické dráhy 4-alkyl-L-prolinových derivátů pro jejich strukturní identifikaci. Mezi sloučeniny obsahující inkorporované 4-alkyl-L-prolinové deriváty patří klinicky používané antibiotikum, linkomycin A, ze skupiny linkosamidů, dále některé pyrrolobenzodiazepiny s protinádorovými účinky a bakteriální hormon hormaomycin. Studiem intermediátů biosyntetických drah těchto biologicky aktivních sloučenin je možné získat poznatky, které mohou být využity při přípravě nových a účinnějších derivátů biologicky aktivních metabolitů. První část diplomové práce se zaměřuje na žlutě zabarvené dikarboxylové intermediáty 1 a 2 biosyntetické dráhy 4-propyl-L-prolinu - prekursoru linkomycinu A. V přítomnosti methylačního činidla S-adenosyl-L-methioninu a C-methyltransferasy LmbW se podařilo částečně přeměnit intermediát 1 na intermediát 2. Obě sloučeniny byly identifikovány pomocí ultra-vysokoúčinné kapalinové chromatografie z absorpčních i hmotnostně-spektrometrických spekter. Byla vyvinuta semi- -preparativní chromatografická metoda pro izolaci obou intermediátů. Neočekávaně byla zjištěna výrazně nižší stabilita intermediátu 2 ve srovnání s intermediátem 1 v in vitro enzymatické reakční směsi. Druhá část diplomové práce se...
|
|
|
Funkce proteinu LmbW v biosyntéze antibiotika linkomycinu
Steiningerová, Lucie ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Seydlová, Gabriela (oponent)
4-Alkyl-L-prolinové deriváty (APD) jsou specializované prekurzory, které jsou zabudovány do struktur nejméně tří skupin jinak zcela odlišných látek: některých pyrrolo-1,4- benzodiazepinů, látek s protinádorovou aktivitou, bakteriálního hormonu hormaomycinu a linkomycinu, klinicky používaného linkosamidového antibiotika. Tyto látky sdílejí biosyntetickou dráhu, která je kódovaná 5 či 6 homologními geny nalezenými v biosyntetických genových shlucích producentů těchto látek. Podobnosti biosyntézy a zároveň rozdílnosti struktur jejich APD by mohly být využity k přípravě hybridního producenta biologicky účinnějšího derivátu linkomycinu. APD prekurzorem linkomycinu je neobvyklá aminokyselina 4-propyl-L-prolin (PPL). Původní představa biosyntetické dráhy PPL není zcela v souladu s dosavadními poznatky, bylo tedy nutné ji revidovat. První dva kroky PPL dráhy jsou funkčně prokázané, prokázání následujícího kroku bylo cílem této práce. Protein LmbW byl nadprodukován a in vitro testováním byla potvrzena jeho methyltransferasová aktivita, která odpovídá jeho sekvenční analýze. LmbW je schopný methylovat přímo meziprodukt druhého kroku biosyntetické dráhy, zatímco dosavadní koncept PPL dráhy předpokládal methylaci až v pozdější fázi biosyntézy. Zajímavé je zjištění, že LmbW je schopný ke svému substrátu připojit i delší...
|
|
|
Příprava a charakterizace proteinu LmbX zúčastněného v biosyntéze antibiotika linkomycinu
Jiráčková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Janderová, Blanka (oponent)
Linkomycin je antibiotikum využívané v klinické praxi. Jeho producentem je Streptomyces lincolnensis. Linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové složky, které jsou spojeny amidovou vazbou. Aminokyselinovým prekurzorem je propylprolin (PPL), jehož biosyntéza probíhá dráhou vycházející z tyrosinu. Modifikovaná PPL dráha byla také objevena u pyrrolobenzodiazepinů (PBD) a hormaomycinu. V biosyntéze PBD je PPL prekuzor dále modifikován reakcemi katalyzovanými specifickými enzymy nepřítomnými v biosyntéze linkomycinu. Geny kódující tyto enzymy by mohly být přeneseny do genového shluku pro biosyntézu linkomycinu. Tímto způsobem bychom mohli získat producenty hybridních antibiotik s lepšími vlastnostmi, a dokonce antimalarickými účinky. PPL dráhy se účastní šest enzymů, které jsou kódovány v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu. První dvě reakce biosyntézy PPL byly již prokázány, proto se tato práce zaměřuje na reakci třetí, kterou by měl podle literatury katalyzovat protein LmbX. Jeho předpokládaná funkce v biosyntéze PPL je hydrolýza C-C vazby. Podle sekvenční homologie však protein LmbX patří do rodiny isomeras. V této práci byl nadprodukován protein LmbX a byla testována jeho aktivita v přítomnosti předpokládaného substrátu. Produkty byly měřeny na kapalinovém chromatografu (UHPLC)....
|
host ::
RSS.