Rostlinné buňky dodávají energii svým membránám aktivitou AHA protonových pump lokalizovaných na plazmatické membráně. Aktivita těchto enzymů je nezbytná pro fungování rostlinných buněk a zároveň dynamicky reaguje na různé podněty z prostředí. Tyto pumpy také okyselují stěny rostlinných buněk, a podílejí se tak na regulaci buněčné expanze. Na regulaci protonových pump AHA se sbíhají různé fytohormonální dráhy, molekulární mechanismy těchto regulací však zůstávají neprozkoumané. Cílem této práce je určit proteinové interakce protonové pumpy AHA2 v jejím aktivním a neaktivním stavu. To bude vyžadovat optimalizaci podmínek, za kterých AHA2 vykazuje vysokou a nízkou aktivitu, což bude provedeno pomocí zavedených mikroskopických metod a genetického materiálu, který má tým k dispozici. Poté budou pomocí metody proximity labeling TurboID detekovány proteiny v blízkosti AHA2. Výsledná data budou analyzována a nejslibnější kandidátní proteiny budou dále testovány pomocí in silico metodik. Po dokončení práce si student-ka osvojí pokročilé zobrazovací metody, biochemické přístupy, jakož i analýzu dat a in silico stanovení protein-proteinových interakcí.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Plant cells energize their membranes by the activity of AHA plasma membrane proton pumps. The activity of these enzymes is essential for the functioning of plant cells, and, at the same time, dynamically responds to a plethora of stimuli from the environment. These pumps also acidify plant cell walls and therefore participate in regulating cell expansion. Numerous phytohormonal pathways converge on the regulation of AHA proton pumps, yet the molecular mechanisms of these regulations remain unexplored. The aim of this thesis is to determine the protein interactions of the AHA2 proton pump in its active and inactive state. This will require optimizing conditions in which AHA2 shows high and low activities, which will be done using the established microscopy methods and genetical material available in the team. Then proteins in the vicinity of AHA2 will be discovered using the proximity labeling TurboID method. The resulting datasets will be analyzed, and the most promising candidate proteins will be further tested using in silico methodologies. After completion of the thesis, the student will master advanced imaging methods, protein biochemistry approaches, as well as data analysis and in silico determination of protein-protein interactions.
