Prosím počkejte chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFPBTÚstav biochemie a mikrobiologie  → Vědecké zaměření ústavu → Vědecké skupiny → Laboratoř biochemie proteinů s technologickým potenciálem
iduzel: 29797
idvazba: 37924
šablona: stranka
čas: 17.11.2019 13:07:16
verze: 4621
uzivatel:
remoteAPIs:
branch: trunk
Obnovit | RAW

Laboratoř biochemie proteinů s technologickým potenciálem

Laboratoř studuje několik tématik, pro které je společný zájem o proteiny se zajímavým syntetickým, biotechnologickým nebo terapeutickým potenciálem. Prvním tématem je studium enzymů (glykosidas a glykosyltransferas) vhodných pro synthesu nových glykokonjugátů. Další skupinou proteinů, která je studována v naší laboratoři jsou rostlinné a bakteriální nukleasy (DNasy, RNasy), které jsou dále testovány na protinádorové účinky. Dále studujeme proteiny, které svými koloidními vlastnostmi stabilizují lipidová tělíska v kvasinkách, rostlinách, případně v jiných modelových organismech (mořská bakterie Alcanivorax borkumensis). Dalším tématem je studium enzymů z organismů žijících v trvale chladných prostředích. Rovněž používáme a pracujeme na vývoji metod molekulárního modelování s cílem simulovat pomalé a výpočetně náročné děje, jakými jsou například sbalování proteinů nebo interakce proteinů s ligandy.

Aktuálně řešené projekty

Enzymová syntéza glykokonjugátů

Vzhledem k unikátní a nezastupitelné roli různých glykosylovaných molekul v biologicky důležitých procesech (přirozených i patologických) je v popředí zájmu studium jejich vlastností a možností jejich syntézy. Naše laboratoř se zabývá využitím enzymů pro syntézu různých oligosacharidů a glykokonjugátů s potenciálním významem pro potravinářský či farmaceutický průmysl, přičemž využívá metod molekulové genetiky, exprese rekombinantních proteinů a různých chromatografických metod.

obr1


Nukleasy a jejich protinádorové účinky

Nukleasy jsou studovány již delší dobu pro jejich protinádorové účinky. Tento výzkum se dosud zabýval spíše živočišnými enzymy. V naší skupině studujeme enzymy z jiných zdrojů, jako jsou rostliny nebo bakterie. Tyto enzymy jsou studovány pomocí metod molekulární biologie a proteinového inženýrství. Biologické studie a krystalografické experimenty jsou realizovány ve spolupráci s Ústavem molekulární biologie rostlin, Ústavem fyziologie a živočišné genetiky a Biotechnologickým a biomedicínským centrem Akademie věd a Univerzity Karlovy ve Vestci (BIOCEV).

obr2


Proteomika lipidových tělísek

Zajímáme se o lipidová tělíska a jejich životní cyklus, se zvláštním důrazem na charakterizaci proteinů asociovaných s lipidovými tělísky trvale či v rámci konkrétní etapy životního cyklu. Naším cílem je přispět k popsání průběhu a regulace životního cyklu těchto specializovaných organel a tím i k biotechnologickému využití jak samotných lipidových tělísek (produkce lipidů a biopaliv, degradace ropy, transportní a imobilizační systémy pro léčiva), tak s nimi asociovaných proteinů (fúzní kotvy pro průmyslové rekombinantní exprese proteinů). Jako modelové organismy používáme zástupce prokaryotní (mořská bakterie Alcanivorax borkumensis schopná odbourávat ropu) i eukaryotní (rostlina Arabidopsis thaliana a kvasinka Saccharomyces cerevisiae) říše.


Molekulární modelování

Používáme a vyvíjíme metody pro molekulární modelování procesů, které je obtížné studovat pomocí "konvenčních" metod. Konvenčně je možné simulovat nano- až mikrosekundy "ze života" proteinu, sacharidu nebo jiné biomolekuly. Řada zajímavých procesů však probíhá v měřítku milisekund nebo i delších. Právě pro simulace takovýchto pomalých procesů používáme metadynamiku a jiné metody. V naší skupině jsme vyvinuli novou metodu létajících Gaussiánů.

obr3


Chladově-aktivní enzymy

Enzymy z organismů žijících v permanentně chladných prostředích (např. horské a polární oblasti) mají významně vyšší aktivitu při nízkých teplotách ve srovnání s enzymy z meso- a termofilních zdrojů. Tato vlastnost z nich činí zajímavé biokatalyzátory pro aplikace při nízkých teplotách. V naší skupině studujeme chladově aktivní enzymy (konkrétně β-galaktosidasu) pomocí metod molekulární biologie, rekombinantní produkce, molekulárního modelování a (ve spolupráci s ÚMCh AV ČR, dnes BIOCEV) pomocí proteinové krystalografie.

obr4


Vybrané publikace

Trapl D, Horvacanin I, Mareška V, Ozcelik F, Unal G, Spiwok V. Anncolvar: Approximation of Complex Collective Variables by Artificial Neural Networks for Analysis and Biasing of Molecular Simulations. Front Mol Biosci 2019; 6

Kovaľová T, Koval' T, Benešová E, Vodičková P, Spiwok V, Lipovová P, Dohnálek J. Active site complementation and hexameric arrangement in the GH family 29; a structure–function study of α-l-fucosidase isoenzyme 1 from Paenibacillus thiaminolyticus. Glycobiology 2019; 29(1): 59-73.

Podzimek T, Přerovská T, Šantrůček J, Koval' T, Dohnálek J, Matoušek J, Lipovová P. N-glycosylation of tomato nuclease TBN1 produced in N. benthamiana and its effect on the enzyme activity. Plant Sci 2018; 276: 152-161.

Kříž P,  Šućur Z,  Spiwok V. Free-Energy Surface Prediction by Flying Gaussian Method: Multisystem Representation. J Phys Chem B 2017; 121(46): 10479-10483.

Hošek P, Toulcová D, Bortolato A ,Spiwok V. Altruistic Metadynamics: Multisystem Biased Simulation. J Phys Chem B 2016; 120(9): 2209-2215.

Hošek P, Spiwok V. Metadyn View: Fast web-based viewer of free energy surfaces calculated by metadynamics. Comput Phys Commun 2016; 198: 222-229.

Šućur Z, Spiwok V. Sampling Enhancement and Free Energy Prediction by Flying Gaussian Method. J Chem Theory Comput 2016; 12(9): 4644-4650.

Benešová E, Lipovová P, Krejzová J, Kovaľová T, Buchtová P, Spiwok V, Králová B. α-L-Fucosidase Isoenzyme iso2 from Paenibacillus thiaminolyticus. BMC Biotechnol 2015; 15: 36.

Spiwok V, Hošek P, Šućur Z. Enhanced Sampling Techniques in Biomolecular Simulations. Biotechnol Adv 2015; 6 pt 2: 1130-1140.

Purkrtová Z, Chardot T, Froissard M. N-terminus of Seed Caleosins is Essential for Lipid Droplet Sorting but not for Lipid Accumulation. Arch Biochem Biophys 2015; 579: 47-54.

Benešová E, Lipovová P, Dvořáková H, Králová B. α-L-fucosidase from Paenibacillus thiaminolyticus: Its Hydrolytic and Transglycosylation Abilities. Glycobiology 2013; 23(9): 1052-1065.

Koval' T, Lipovová P, Podzimek T, Matoušek J, Dušková J, Skálová T, Stěpánková A, Hašek J, Dohnálek J. Plant Multifunctional Nuclease TBN1 with Unexpected Phospholipase Activity: Structural Study and Reaction-Mechanism Analysis. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 2013; 69(Pt 2): 213-226.

Aktualizováno: 30.10.2019 10:49, Autor: Dalibor Trapl

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

zobrazit plnou verzi