|
|
Analysis of Thick Film Amperometrical Sensors Signal and Its Usage for Measurement and Characterization of Enzymes
Ondruch, Vít ; Kizek, René (oponent) ; Masojídek,, Jiří (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
The principle of synchronous detection (SD) has been applied to biosensor measurement. SD principle achieves significant increases in the signal-to-noise ratio, limit of detection and overall measurement robustness. Application of SD in biosensor measurements improves the analysis of the response and avoids the influence of interference/noise produced by stirring, electromagnetic effects and influence of parasitic currents. SD also enables to decompose the signal to stimulation response and phenomena with long time of response and last but not least, to identify second-order phenomena in the signal. Linear statistical model was used to develop software for identification of the stimulation signal in the output current. SD was applied to the response signal of a Photosystem II complex (PSII) biosensor. PSII response to light stimulation follows first order kinetics. The inhibition kinetics of PSII has been studied. Kinetic constants of herbicide binding to PSII depend linearly on herbicide concentration and enable measurement of its concentration at low concentrations.
|
|
|
Biogenesis of the cyanobacterial photosystem II complex: involvement of selected accessory factors with emphasis on the novel Psb35 protein
PASCUAL AZNAR, Guillem Miquel
In the last twenty years, intensive work has been devoted to elucidating the structure and function of a number of protein factors involved in the assembly and repair of Photosystem II (PSII). These proteins are not found in the crystal structure of the active PSII but transiently interact with one or more of the assembly/repair intermediates in order to facilitate the PSII assembly/repair or protect their components. The principal aim of this thesis consists in the description of a novel PSII assembly factor that we termed Psb35. Additionally, research on the previously identified Ycf48 and RubA assembly factors is also presented. Based on these results their structure and function are further clarified.
|
|
|
Function of the Type IV pili proteins in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803.
LINHARTOVÁ, Markéta
The thesis is focused on the function of the Type IV pili machinery in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC. 6803. In my work, I provided evidence that in phototrophs, some pilin proteins have acquired a novel function related to metal transport and assembly of photosynthetic complexes. The tight connection between the synthesis of the major pilin PilA1 and the biogenesis of photosynthetic complexes has been demonstrated in the pilD mutant lacking prepilins peptidase. I isolated and characterized pilD suppressor strains, which revealed the important role of the minor pilin PilA2 in the glycosylation of PilA1 and the restricted mobility of PilA1 prepilin in the membrane. My unpublished data indicate that the retraction mode of pili, driven by the PilT1 molecular motor, facilitates manganese uptake and the activity of this machine is critically important during the regulation from the exponential to the linear growth phase.
|
|
|
Charakterizace mutantů huseníčku psbo1 a psbo2
Nykles, Ondřej ; Duchoslav, Miloš (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Protein PsbO je nezbytný pro fungování elektron-transportního řetězce v tylakoidních membránách vyšších rostlin. Ve většině krytosemenných rostlin, včetně Arabidopsis thaliana, má tento protein dvě izoformy, PsbO1 a PsbO2. Řada autorů se snažila za pomoci mutantních liniích, které postrádájí jednu či druhou izoformu, odhalit podstatu rozdílnosti PsbO1 a PsbO2. Problémem je, že mutanti v izoformách psbO nemají shodné množství celkového PsbO jako má WT. Vytvořili jsme tak rostliny psbo1isoL. Tyto linie obsahují pouze izoformu PsbO2, avšak v množství, jež je srovnatelné s hladinou PsbO ve WT. Výsledky těchto experimentů naznačují, že pokud má psbo1isoL stejnou hladinu PsbO jako WT, nelze u nich pozorovat fenotypový rozdíl. Za běžných podmínek kultivace jsme tak nebyli schopni určit, zda je mezi PsbO1 a PsbO2 funkční rozdíl. V návaznosti na výše zmíněné výsledky bychom také rádi znali podmínky (pokud takové jsou), za kterých se fenotypově odlišují T-DNA inzerční mutanti psbo2 (respektive psbo2cr, připravení metodou CRISPR/Cas9), mající pouze izoformu PsbO1, od WT. Za běžných podmínek totiž nelze na základě fenotypu psbo2 a psbo2cr od WT rozeznat. Z literatury nám byla známa jediná kultivační metoda, kdy autoři byly schopni odlišit psbo2 od WT. Touto metodou byla specifická hydroponická kultivace....
|
|
|
Function of PsbO isoforms
Duchoslav, Miloš ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Špunda, Vladimír (oponent) ; Sobotka, Roman (oponent)
(česká verze) Oxygenní fotosyntéza je zásadní pro většinu forem života na Zemi. Rozklad vody, při kterém se uvolňuje kyslík, je zajišťován fotosystémem II (PSII), pigment-proteinovým komplexem nacházejícím se v tylakoidní membráně chloroplastů. PsbO je jeho nepostradatelná podjednotka, která se váže na transmembránové podjednotky PSII z luminální strany. Hlavní funkcí PsbO je stabilizovat a chránit manganový klastr (Mn4CaO5), na kterém probíhá rozklad vody. Pravděpodobně má však i další, doplňkové funkce. Tyto doplňkové funkce mohou být rozdílné u izoforem proteinu PsbO, což bylo navrženo pro huseníček (Arabidopsis thaliana), který exprimuje dva geny kódující proteinové izoformy PsbO1 a PsbO2. Tato dizertační práce je zaměřena na doplňkové funkce PsbO s důrazem na rozdíly mezi izoformami. Analýzou sekvencí psbO jsme zjistili, že kromě huseníčku exprimuje dva geny psbO i mnoho dalších druhů rostlin. Zajímavé je, že duplikace genu psbO proběhla mnohokrát nezávisle, typicky ve společném předkovi současných čeledí krytosemenných rostlin. Nicméně izoformy PsbO se přesto liší na podobných místech struktury. To naznačuje, že u PsbO mohlo proběhnout paralelně u různých linií podobné rozrůznění funkcí. Biochemická charakterizace PsbO ze zelené řasy Chlamydomonas reinhardtii a dvou izoforem PsbO z bramboru...
|
|
|
Role of PsbO isoforms in Arabidopsis thaliana
Svoboda, Václav ; Duchoslav, Miloš (vedoucí práce) ; Knoppová, Jana (oponent)
Role izoforem PsbO v Arabidopsis thaliana Abstrakt Fotosystém II (PSII) využívá sluneční energii k oxidaci vody a redukci plastochinonu. Oxidace vody probíhá na kyslík vyvíjejícím komplexu (OEC). OEC je stabilizován vnějšími podjednotkami PSII z nichž největší a nejdůležitější je PsbO, mangan-stabilizující protein, který se vyskytuje ve všech dosud známých oxygenních fotosyntetických organizmech. Modelová rostlina Arabidopsis thaliana exprimuje dvě izoformy genu psbO, jmenovitě PsbO1 a PsbO2. Nedávná pozorování mutantů psbo1 a psbo2, kteří postrádají funkční geny psbO1, respektive psbO2, přinesla nové skutečnosti o konkrétních rolích izoforem PsbO při fotosyntéze. PsbO1 je obecně považována za hlavní izoformu umožňující efektivní rozklad vody, zatímco pro PsbO2 byla navržena role v opravných procesech PSII (výměna světlem poškozeného proteinu D1). Tato práce je zaměřena na konkrétní role izoforem PsbO v Arabidopsis při fotosyntéze a zejména se soustředí na odpověď na světelný stres. Pro rozsáhlou biochemickou studii byli použiti mutanti psbo1, psbo2 a wild type Col-0. Naším cílem bylo zjistit jak je ovlivněna celková struktura a složení thylakoidů u mutantů. Dále zjistit jak probíhá odpověď na světelný stres u wild type s ohledem na změny v množství jednotlivých subkompartmentů, změny v subpopulacích...
|
|
|
Proteomická a funkční charakterizace izoforem PsbO
Duchoslav, Miloš ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
PsbO (mangan-stabilizující protein) je jedním z vnějších proteinů fotosystému II vázaných z luminální strany. Nachází se ve všech oxyfototrofních organismech a zajišťuje správnou funkci Mn4CaO5 klastru, kde probíhá fotosyntetický rozklad vody. Tato práce je zaměřena především na PsbO vyšších rostlin a jeho izoformy - jejich evoluci a funkce. Bioinformatickými analýzami jsme zjistili, že většina vyšších rostlin exprimuje právě dvě izoformy psbO. Fylogenetický strom vytvořený ze sekvencí PsbO má neobvyklou topologii. Na jednotlivé vzájemně paralogní izoformy se neštěpí u báze, jak by se dalo očekávat, ale spíše až na koncích jednotlivých větví, na úrovni čeledí či ještě nižších taxonomických jednotek. V práci jsme navrhli a diskutovali několik hypotéz evoluce izoforem PsbO. Součástí práce byla detailní identifikace spotů na gelech z 2D IEF-SDS PAGE tylakoidů bramboru, ve kterých se vyskytuje PsbO. Ve většině spotů jsme identifikovali konkrétní variantu izoformy. Nepodařilo se nám nalézt žádné posttranslační modifikace PsbO. Optimalizovali jsme metodu exprese psbO špenátu v E. coli a následné purifikace, která umožňuje získat velké množství správně sbaleného rekombinantního proteinu. Pomocí CD spektrometrie jsme zjistili, že při změnách pH typických pro lumen tylakoidů při změně osvětlení se mírně mění...
|
|
|
Úloha mangan-stabilizujícího proteinu fotosystému II
Duchoslav, Miloš ; Rothová, Olga (oponent) ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce)
Miloš Duchoslav Úloha mangan-stabilizujícího proteinu fotosystému II Abstrakt Vznik oxygenní fotosyntézy byl jedním z klíčových momentů evoluce života na Zemi. Veškerý molekulární kyslík v atmosféře pravděpodobně vznikl štěpením vody, které probíhá v centru vyvíjejícím kyslík na fotosystému II. Fotosystém II, složitý komplex mnoha proteinů a kofaktorů, jehož struktura je do velké míry fylogeneticky konzervovaná, se nachází v thylakoidních membránách chloroplastů a sinic. Ač je mechanismus fotosyntetického rozkladu vody, probíhajícího na manganovém klastru, intenzivně zkoumán, není do dnešní doby uspokojivě objasněn. Podstatný vliv na stabilizaci manganového klastru a účinnost rozkladu vody mají vnější proteiny fotosystému II nacházející se v luminu thylakoidů. Nejdůležitější z nich je mangan-stabilizující protein (MSP), který je přítomný ve všech známých oxyfototrofních organismech. V literatuře je tomuto proteinu připisováno velké množství úloh - kromě stabilizace manganového klastru například také karbonátdehydratázová aktivita, GTPázová aktivita či regulace výměny poškozeného proteinu D1. Funkce MSP jsou pravděpodobně řízeny změnami v jeho dynamické struktuře. MSP se pravděpodobně podílí na regulaci fotosyntézy za různých vnějších a vnitřních podmínek. Předložená práce shrnuje současné znalosti o...
|
|
|
Role of Psb28 proteins in the biogenesis of the Photosystem II complex in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803
BEČKOVÁ, Martina
The thesis focuses on the role of Psb28 proteins, namely the Psb28-1 and its homolog Psb28-2, in the biogenesis of the Photosystem II complex (PSII) in the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803. The aims of this work were to localize the proteins within the cells, and to determine their function. A fraction of both Psb28 proteins was identified in the monomeric PSII core complexes but most proteins were found in the unassembled protein fraction associated with thylakoid membranes. Psb28-1 was mostly detected as a dimer while Psb28-2 as a monomer. Psb28-1 also differed from Psb28-2 by its higher affinity to the PSII core complex lacking CP43 antenna. Characterization of Psb28-less mutants suggested regulatory function of the proteins in PSII biogenesis in connection with chlorophyll biosynthetic pathway. Analysis of preparations isolated using FLAG-tagged versions of Psb28 proteins showed their association with Photosystem II - Photosystem I supercomplexes, especially under increased irradiance, and supported a role of Photosystem I in the PSII biogenesis.
|
|
|
Biogenesis of Photosystem II in the Model Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 - The Role of Selected Auxiliary Protein Factors and Subcellular Localisation
KNOPPOVÁ, Jana
This thesis explores localisations and roles of three auxiliary protein factors involved in the biogenesis of Photosystem II (PSII) in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 and contributes to subcellular localisation of the initial steps of PSII biogenesis and repair-related D1 synthesis. The main results consist in i) identification of a functional interaction of the protein factor Psb27 with a lumenal domain of the Photosystem II subunit CP43, ii) discovery of a novel pigment binding complex formed by the Ycf39 protein and high-light-inducible proteins implicated in photoprotection and delivery of recycled chlorophyll to newly synthesized D1 protein during the PSII reaction centre formation, iii) providing evidence that the early steps of PSII assembly and the repair-related D1 synthesis occur in the thylakoid membrane of Synechocystis, and iv) revealing that the cyanobacterial PsbP orthologue, CyanoP, assists in the early phase of PSII biogenesis as an assembly factor facilitating the association of D2 and D1 assembly modules.
|
host ::
RSS.