Trk1 Potassium Importers - key transport systems for yeast cell fitness and stress tolerance

• Název práce v češtině: Importéry draselných iontů Trk1 - klíčové transportní systémy pro fitness a toleranci k stresům v buňkách kvasinek
• Název v anglickém jazyce: Trk1 Potassium Importers - key transport systems for yeast cell fitness and stress tolerance
• Klíčová slova: Saccharomyces cerevisiae, draslíková homeostáze, Trk1, Trk2, regulace, afinita, fosforylace, 14-3-3 proteiny, Kluyveromyces marxianus, Hak1
• Klíčová slova anglicky: Saccharomyces cerevisiae, potassium homeostasis, Trk1, Trk2, regulation, affinity, phosphorylation, 14-3-3 proteins, Kluyveromyces marxianus, Hak1
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Hana Sychrová, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 18.10.2018
• Datum zadání: 18.10.2018
• Datum odevzdání elektronické podoby: 23.11.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 31.01.2023
• Oponenti: doc. RNDr. Olga Heidingsfeld, CSc.

Předběžná náplň práce

Účinný import a akumulace draselných kationtů v buňkách jsou nezbytné pro růst kvasinek,
jejich fitness a toleranci vůči stresu. Trk1 je specifický transportér K⁺, existuje ve všech druzích kvasinek a předpokládá se, že má schopnost rychle přepínat svou afinitu k substrátu v závislosti na dostupnosti draslíku v okolí nebo na přítomnosti toxických kationtů. Svojí aktivitou ovlivňuje mnoho fyziologických parametrů, včetně membránového potenciálu a vnitrobuněčného pH. Proteiny Trk některých nekonvenčních kvasinek musí mít velmi vysokou transportní kapacitu a afinitu, aby dokázaly zajistit dostatečné množství draslíku pro růst buněk za nepříznivých podmínek. V rámci projektu plánujeme klonovat několik proteinů Trk z osmotolerantních a extremofilních druhů kvasinek, a porovnat jejich aktivitu a úlohu v buněčné fyziologii s cílem využít ty nejlepší a pokusit se zlepšit fitness průmyslově používaných kmenů a jejich toleranci vůči stresům. Zároveň budeme studovat strukturu jejich molekul a její vztah k aktivitě transportéru a jeho předpokládané schopnosti přepínat afinitu k substrátu.
Při práci budou používány metody molekulární biologie a genového inženýrství, biofyzikální fluorescenční, mikrobiologické a biochemické metody. Zejména budou využity náhodná i cílená mutageneze, konstrukce plasmidů, klonování a sekvenování genů, značení genů GFP a následná vizualizace heterologně exprimovaných proteinů v buňkách, stanovení rychlosti transportu a akumulace kationtů alkalických kovů, stanovení vnitrobuněčného pH, membránového potenciálu a změn tolerance buněk vůči různým stresům.