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: 22.7.2019 20:38:37
verze: 4589
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). Dalšim tématem je studium enzymů z organismů žijících v trvale chladných prostředích. Rovněž používáme a pracujeme na vývoji metod molekulárního simulací 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

Kovaľová, 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: 9.1.2019 15:27, 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