Special Topics in Bacteriology - MB140P32

• Title: Vybrané kapitoly z bakteriologie
• Guaranteed by: Department of Genetics and Microbiology (31-140)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2014 to 2016
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Examination process: summer s.:oral
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Level: specialized
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: doc. RNDr. Ivo Konopásek, CSc.
• Teacher(s): RNDr. Jana Beranová, Ph.D.; doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D.; doc. RNDr. Ivo Konopásek, CSc.; RNDr. Gabriela Mikušová, Ph.D.
• Pre-requisite : MB140P34

Annotation

English

This lecture represents a continuation of the course "Physiology of bacteria" MB140P34 which is its prerequisite. It covers the following themes: types of regulations in bacterial cell, its adaptation in environment, communication, differentiation, signalling, physiology of the bacterial membranes and bacterial toxins.

Last update: Konopásek Ivo, doc. RNDr., CSc. (06.05.2014)

Czech

Přednáška je pokračováním modulové přednášky Fyziologie bakterií, která je její prerekvizitou. Jsou probírány typy regulací v bakteriální buňce, její adaptace v prostředí a komunikace s okolím, diferenciace, signalizace, fyziologie bakteriálních membrán a bakteriálních toxinů.

Last update: Konopásek Ivo, doc. RNDr., CSc. (19.03.2019)

Literature

Kim B.H., Gadd, G.M.: Bacterial Physiology and Metabolism, Cambridge University Press, 2008
Moat A.G.,, Foster J.W., Spector M.P., Microbial Physiology, 4th Edition Wiley-Blackwell; 2002
White D., Drummond J., Fuqua C. : The Physiology and Biochemistry of Prokaryotes, Oxford University Press, 2011, 4th edition
Encyclopedia of Microbiology , 3ed, Editor-in-Chief:  Moselio Schaechter, Elsevier, 2009
The Prokaryotes, Springer; 3rd edition (2006)
Madigan, Martinko, Dunlap, Clark: Brock Biology of Microorganisms, Benjamin Cummings; 13 edition (2010)
Vybrané přehledové články z : Nature Reviews Microbiology, Annual Reviews of Microbiology

Last update: Konopásek Ivo, doc. RNDr., CSc. (18.02.2021)

Requirements to the exam

Zkouška je písemná. Vychází z prezentací přednášek a z doporučené literatury.

Last update: Konopásek Ivo, doc. RNDr., CSc. (18.02.2021)

Syllabus

Přednášející: IK: Ivo Konopásek, JB: Jana Beranová, RF: Radovan Fišer, GS: Gabriela Seydlová

 

1. Regulace u bakterií (IK) 

Regulace syntézy enzymu

Regulace aktivity enzymu

 

2. Globální regulace (IK)

Globální regulace: odpověď na environmentální stres

Stringentní odpověď a limitace zdrojem uhlíku

Limitace zdrojem dusíku

Limitace fosfátem

Regulace přechodu mezi aerobním a anaerobním metabolizmem

 

 

3. Environmentální stres a taxe (IK)

 RpoS a globální stresová odpověď

Sigma faktory a regulace stresové odpovědi

Teplotní šok

Chladový šok

Oxidační stres

Quorum sensing

Osmotický šok

Chemotaxe

 

4. Dvoukomponentové systémy u bakterií (JB)

Základní charakteristika a struktura TCS

Histidin kinázy TCS

Typy, varianty a struktura funkčních domén

Regulátory odpovědi

Efektorové a regulační domény

Vnímání signálů prostřednictvím TCS

Phosphotransfer vs.phosphorelay

Regulace TCS

Konkrétní příklady-jednoduchý TCS DesK/DesR (B. subtilis)

Komplexní phosphorelay-BvgS/BvgA/BvgR (Bordetella)

 

5. Bakteriální proteinové toxiny (RF)

 

Toxiny účinkující jako superantigeny

    příbuznost superantigenů
    mechanismus účinku (vazba)
    příklady + producenti:
        SEA, SEB, SECn, SED, SEE, SEG, SEH (Staphylococcus aureus)
        SPEA, SPEC (Streptococcus pyogenes)
        SPEB (streptococcal pyrogenic exotoxin B)
        SMEZ (str. mitogenic exotoxin Z)
        MAM (T-cell mitogen Mycoplasma arthritidis)

Toxiny narušující buněčnou membránu (PFT)

    Obecný mechanismus účinku
    Společné vlastnosti PFT
    Pracovní rozdělení:
    RTX toxiny (G+ / G- bakterie)
        CyaA - (Bordetella pertussis)
        HlyA - (Escherichia coli)
    "malé" PFT (G+ bakterie)
        alfa toxin (Staphylococcus aureus)
    "velké" PFT (G+ bakterie)
        Společné vlastnosti
        Specifická interakce s membránou
        Změny konformace monomeru
        Tvorba oligomeru

        příklady + producenti: 
        PFO - perfringolysin O (Cl. perfringens)
        SLO - streptolysin O (Str. pyogenes)
        PLY - pneumolysin (Str. pneumonie)
        LLO - listeriolysin O (L. monocytogenes)

Přístupy studia toxinů tvořících póry (PFT)
    In vitro - výhody přístupu, co vše se dá studovat
        Modelový systém černých lipidických membrán (elektrofyziologie)
        Studium PFT pomocí liposomů (fluorescence)
        Systém kapiček a hydrogelu (elektrofyziologie + fluorescence)
    In vivo - Sledování hladiny Ca2+ (fluorescence)

6. Život bakterií v biofilmu (JB)

Základní charakteristika a výskyt biofilmu

Fyziologie buněk v biofilmu

Extracelulární matrix

Vývoj a disperze biofilmu

Signály ovlivňující tvorbu biofilmu

Vícedruhový biofilm

 

7. Lipidy v membráně bakterií (GS)

Druhy bakteriálních lipidů (polární hlavy, mastné kyseliny, primární struktura)

Membránové modely

Neannulární lipidy

Annulární lipidy - vliv na funkci membránových proteinů

Funkce acidických fosfolipidů v membráně

Funkce fosfatidylethanolaminu v membráně

Membránové lipidy jako cíl antibiotik

 

8. Bacillus subtilis -diferenciace a mnohobuněčnost (GS)

Charakteristika Bacillus subtilis

Diferenciace - buněčné typy a determinace osudu buňky

Signály spouštějící diferenciaci

Regulace heterogenity genové exprese

Last update: Konopásek Ivo, doc. RNDr., CSc. (17.01.2019)