|
|
Study of etiopathology of mitochondrial disorders
Rákosníková, Tereza ; Tesařová, Markéta (vedoucí práce) ; Pecina, Petr (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Mitochondriální onemocnění představují klinicky, biochemicky i geneticky heterogenní skupinu dědičných onemocnění, jež prevalence je přibližně 1:5 000 živě narozených dětí. Společným znakem těchto onemocnění je narušení mitochondriálního energetického metabolismu. V současné době je známo více než 400 genů asociovaných s mitochondriálním onemocněním, avšak 45 % pacientů s podezřením na mitochondriální onemocnění je stále bez potvrzené genetické příčiny. Pomocí sekvenování nové generace nacházíme nové kandidátní geny anebo varianty, které by mohly stát za příčinou onemocnění. Abychom mohli potvrdit kauzalitu těchto nově nalezených genů a variant, je třeba charakterizovat deficit pomocí řady biochemických metod. Cílem této práce bylo studovat funkci proteinu ACBD3 na úrovni mitochondriálního energetického metabolismu v ne-steroidních buňkách HEK293 a HeLa a potvrdit tak kauzalitu genu ACBD3 u pacientky s kombinovaným deficitem systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Druhým cílem bylo potvrdit kauzalitu dvou nových variant v genech MT-ND1 a MT-ND5, kódujících strukturní podjednotky komplexu I (KI) dýchacího řetězce. Třetím cílem práce bylo studovat tvorbu superkomplexů u pacientů se vzácnými dědičnými metabolickými poruchami. V předkládané dizertační práci se podařilo pomocí funkční studie proteinu...
|
|
|
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.
|
|
|
Molekulární mechanismus produkce reaktivních forem kyslíku u flavinových dehydrogenáz mitochondriálního respiračního řetězce.
Holzerová, Eliška ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Cílem této práce je odhalit molekulární mechanismus produkce reaktivních forem kyslíku flavinovými dehydrogenázami mitochondriální glycerol-3-fosfát dehydrogenázou (mGPDH) a sukcinát dehydrogenázou (SDH). Obě tyto dehydrogenázy představují důležité zdroje reaktivních forem kyslíku v savčích mitochondriích, ale mechanismus úniku elektronů není zatím dostatečně popsán. Jelikož mechanismy produkce reaktivních forem kyslíku ostatními komplexy dýchacího řetězce jsou charakterizovány lépe, mohou posloužit jako případové studie pro lepší pochopení produkce reaktivních forem kyslíku flavinovými dehydrogenázami, a proto jsou důležité poznatky shrnuty v první části této práce. Ke studiu produkce reaktivních forem kyslíku izolovanými flavinovými dehydrogenázami jsme jako model používali digitoninem solubilizované mitochondrie z hnědé tukové tkáně potkana. Měření enzymových aktivit, produkce peroxidu vodíku pomocí fluorescence Amplex UltraRed a luminiscence luminolu odhalila flavin, jakožto nejpravděpodobnější místo úniku elektronů u SDH za in vivo podmínek, zatímco místo vázající koenzym Q navrhujeme jako místo produkce reaktivních forem kyslíku v případě mGPDH. Odlišný mechanismus této produkce oběma dehydrogenázami je patrný také z indukce reaktivních forem kyslíku vyvolané ferrikyanidem, která je...
|
|
|
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...
|
|
|
Molekulární mechanismus produkce reaktivních forem kyslíku u flavinových dehydrogenáz mitochondriálního respiračního řetězce.
Holzerová, Eliška ; Mráček, Tomáš (vedoucí práce) ; Kalous, Martin (oponent)
Cílem této práce je odhalit molekulární mechanismus produkce reaktivních forem kyslíku flavinovými dehydrogenázami mitochondriální glycerol-3-fosfát dehydrogenázou (mGPDH) a sukcinát dehydrogenázou (SDH). Obě tyto dehydrogenázy představují důležité zdroje reaktivních forem kyslíku v savčích mitochondriích, ale mechanismus úniku elektronů není zatím dostatečně popsán. Jelikož mechanismy produkce reaktivních forem kyslíku ostatními komplexy dýchacího řetězce jsou charakterizovány lépe, mohou posloužit jako případové studie pro lepší pochopení produkce reaktivních forem kyslíku flavinovými dehydrogenázami, a proto jsou důležité poznatky shrnuty v první části této práce. Ke studiu produkce reaktivních forem kyslíku izolovanými flavinovými dehydrogenázami jsme jako model používali digitoninem solubilizované mitochondrie z hnědé tukové tkáně potkana. Měření enzymových aktivit, produkce peroxidu vodíku pomocí fluorescence Amplex UltraRed a luminiscence luminolu odhalila flavin, jakožto nejpravděpodobnější místo úniku elektronů u SDH za in vivo podmínek, zatímco místo vázající koenzym Q navrhujeme jako místo produkce reaktivních forem kyslíku v případě mGPDH. Odlišný mechanismus této produkce oběma dehydrogenázami je patrný také z indukce reaktivních forem kyslíku vyvolané ferrikyanidem, která je...
|
|
|
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...
|
|
|
Superkomplexy respiračního řetězce v mitochondriích
Mikulová, Tereza ; Holzerová, Kristýna (oponent) ; Houštěk, Josef (vedoucí práce)
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.
|
host ::
RSS.