Nástroj chemické biologie pro analýzu proteáz lidských patogenů: od mikrobů k Alzheimerově chorobě
Název práce v češtině: | Nástroj chemické biologie pro analýzu proteáz lidských patogenů: od mikrobů k Alzheimerově chorobě |
---|---|
Název v anglickém jazyce: | Chemical biology tool for the analysis of proteases of human pathogens: from microbes to Alzheimer |
Klíčová slova: | Alzheimerovy choroby, inhibitory, proteázy |
Klíčová slova anglicky: | Alzheimer disease, inhibitors, proteases |
Akademický rok vypsání: | 2020/2021 |
Typ práce: | disertační práce |
Jazyk práce: | čeština |
Ústav: | Katedra buněčné biologie (31-151) |
Vedoucí / školitel: | prof. RNDr. Jan Konvalinka, CSc. |
Řešitel: |
Předběžná náplň práce |
Doktorandka bude vyvíjet nové chemicko biologické nástroje pro kvantifikaci, visualisaci a cílení enzymů důležitých pro patogenesi významných lidských chorob a pro hledání jejich účinných inhibitorů. Ve své práci bude využívat metody, nově vyvinuté ve skupině Dr. Jana Konvalinky na UOCHB AV ČR. Jednou z nich je metoda DIANA pro kvantifikaci proteinů využívající konjugátů inhibitorů těchto enzymů s oligonukleotidy. Vazba je pak detekována a velmi přesně kvantifikována pomocí qPCR. Další metodou jsou synthetickéá mimetika protilátek zvaná iBody, polymerní konjugáty založené na hydroxypropylmethakrylamidovém kopolymeru (HPMA), dekorovaném nízkomolekulárními ligandy příslušného enzymu, které umožňují jeho visualisaci, isolaci a/nebo zacílení. Modelem, na kterém bude tyto nástroje používat, budou cysteinové proteasy z Porphyromonas gingivalis. Tato bakterie, způsobující záněty dásní pacientů s pardentosou, byla identifikována v mozcích pacientů s Alzheimerovou chorobou a velmi nedávno byla postulována hypothesa o možné etiologické souvislosti patologie Alzheimerovy choroby se zánětem způsobeným P. gingivalis. Cysteinové proteasy P. gingivalis jsou důležitým faktorem pathogenity viru a jejich kvantifikace a identifikace může být důležitým nástrojem pro studium a experimentální terapii Alzheimerovy choroby. Doktorandka bude v rámci své disertační práce připravovat rekombinantní proteasy z P. gingivalis, purifikovat je a charakterisovat. Navrhne a ověří metody na testování jejich aktivity nebo správného složení (foldingu). Ve spolupráci s medicinálními chemiky na UOCHB navrhne, otestuje a validuje metodu na kvantifikaci těchto enzymů jak in vitro, tak na buněčné úrovni. Dále bude identifikovat jejich nízkomolekulární ligandy, a to mj. i testováním rozsáhlé knihovny sloučenin na UOCHB AV ČR. Bude testovat aktivitu polymerních konjugátů dekorovaných těmito ligandy pomocí biochemických metod (SPR, ELISA) a charakterisovat jejich interakci s cílovými enzymy jak pomocí rekombinantních proteinů, tak i tkáňových řezů experimentálních myších modelů. Práce bude kryta běžícími granty ve skupině J. Konvalinky na UOCHB AV ČR, zejména finanční podporou Gilead Science and IOCB Research Center Prague (do r. 2023) a grantem Evropské komise ERA-NET JPND na studium souvislosti pathogenese Alzheimoreovy choroby a paradentosy (“Alzheimer’s disease as a co-morbidity of chronic periodontitis with Porphyromonas gingivalis as a causative link between both diseases; Gums and Brains”) ve spolupráci s laboratořemi v Německu, Dánsku, Polsku a Norsku (2020-2023). Literatura: Dominy S.S. et al. (2019) Porphyromonas gingivalis in Alzheimer's disease brains: Evidence for disease causation and treatment with small-molecule inhibitors. Sci Adv. 5 (1): eaau3333, DOI: 10.1126/sciadv.aau3333. Ashraf G.M. et al. (2018) The Possibility of an Infectious Etiology of Alzheimer Disease. Mol Neurobiol. doi: 10.1007/s12035- 018-1388-y. Šácha, P. et al. (2016). iBodies: Modular Synthetic Antibody Mimetics Based on Hydrophilic Polymers Decorated with Functional Moieties. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 55, 2356-2360 Navrátil, V. et al. (2017) DNA-linked Inhibitor Antibody Assay (DIANA) for sensitive and selective enzyme detection and inhibitor screening. Nucl. Acids Res. 45 (2), e10 DOI: 10.1093/nar/gkw853 |