velikost textu

Fyziologické úlohy Na+/H+ antiporterů v kvasinkách

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Fyziologické úlohy Na+/H+ antiporterů v kvasinkách
Název v angličtině:
Physiological role of Na+/H+ antiporters in yeast cells
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Ing. Jaromír Zahrádka, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Hana Sychrová, DrSc.
Oponenti:
RNDr. Veronika Obšilová, Ph.D.
Ing. Iva Pichová, CSc.
Id práce:
85120
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
10. 10. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Kvasinky, Saccharomyces cerevisiae, Nha1, antiporter, CKA1, 14-3-3, BMH1, BMH2, homeostase alkalických kovů
Klíčová slova v angličtině:
yeast, Saccharomyces cerevisiae, Nha1, antiporter, CKA1, 14-3-3, BMH1, BMH2, alkali-metal-cation homeostasis
Abstrakt:
Abstrakt Kvasinky Saccharomyces cerevisiae patří k důležitým modelům při studiu homeostase iontů alkalických kovů. Stejně jako v jiných buňkách je pro S. cerevisiae nezbytné udržení určité koncentrace K+ uvnitř buněk, na druhou stranu Na+ a další ionty alkalických kovů jsou pro buňky toxické. K+ je akumulován pomocí uniporterů Trk1 a Trk2, zatímco export toxických iontů alkalických kovů, a také nadbytečného K+, je zajištěn ATPasami Ena, Na+(K+)/H+ antiporterem Nha1 a K+ selektivním kanálem Tok1. Ačkoli jsou jednotlivé transportery poměrně dobře prozkoumány, není dosud mnoho známo o celkové regulaci homeostase iontů alkalických kovů ani o vzájemné interakci a regulaci mezi jednotlivými transportery. V rámci této práce byl studován antiporter Nha1 a jeho fyziologické úlohy v kontextu ostatních transporterů iontů alkalických kovů. Ukázalo se, že nejen Nha1p, ale také další exportery, ATPasy Ena a kanál Tok1, jsou, přes jejich výraznou odlišnost v mechanismu transportu i způsobu regulace, regulovány společně změnou aktivity importerů K+ a to prostřednictví membránového potenciálu. Vzájemná regulace a funkční propojení importerů a exporterů K+, ale také další výsledky poprvé ukázaly, jak velice důležitá je neustálá cirkulace K+, tedy současný vstup a výstup K+, pro udržování homeostase iontů alkalických kovů. Ačkoli bylo prokázáno, že homeostáze iontů alkalických kovů a související fyziologické parametry (např. membránový potenciál, velikost buněk či tolerance k solím) mohou být výrazně ovlivněny volbou konkrétního kmene S. cerevisiae, byla potvrzena nezastupitelná úloha Nha1p pro přežití buněk v přirozeném prostředí, kde může koncentrace solí výrazně kolísat. V této práci byly znalosti o regulaci Nha1p ještě dále rozšířeny o dva nově nalezené pozitivní regulátory aktivity Nha1p a to 1) proteiny 14-3-3 fyzicky interagující s Nha1p na více místech a 2) kinasu Cka1, která byla dosud známa pouze jako regulátor exprese ENA1. Znalosti získané studiem Nha1p byly využity ke studiu lidského Na+/H+ antiporteru NHAoc/NHA2 v buňkách S. cerevisiae postrádajících vlastní transportery a byly identifikovány aminokyselinové zbytky, jejichž mutací dochází k disfunkci transporteru vedoucí často k závažné chorobě tvorby kostí, osteopetrose. Práce tedy přispěla mnoha novými poznatky k lepšímu pochopení úlohy Nha1p a dalších transporterů v udržování homeostase iontů alkalických kovů a během práce došlo také k přínosu v oblasti metodiky (především měření vnitrobuněčného pH), který v budoucnu umožní další posun v řešené problematice. 3
Abstract v angličtině:
Abstract Yeast Saccharomyces cerevisiae belongs to important models for alkali-metal-cation homeostasis research. As other cells, certain intracellular content of K+ is necessary for S. cerevisiae, but Na+ or other alkali metal cations (Li+, Rb+) are toxic for yeast cells. Uniporters Trk1 and Trk2 are responsible for K+ accumulation, while efflux of Na+, Li+, Rb+ and K+ is ensured by Ena ATPases, Na+(K+)/H+ antiporter Nha1 and K+ specific channel Tok1. Several regulators of K+ (Na+) transporters are already known, but reciprocal regulation between transporters and overall picture of the maintenance of alkali-metal-cation homeostasis is still unclear. In this work, K+ circulation (simultaneous uptake and export of K+) was shown to be important in alkali-metal-cation homeostasis maintenance. K+ circulation is maintained using reciprocal regulation and interactions between K+ exporters and importers. Though obtained results showed that the alkali-metal-cation homeostasis and associated physiological parameters (e.g. membrane potential, cell size, salt sensitivity) are strain specific, Nha1p was verified to be important for cell survival in ever-changing natural environment. Furthermore, two novel positive regulators of Nha1p activity were found, 14-3-3 proteins and Cka1 kinase. 14-3-3 proteins interact physically with multiple parts of Nha1p. Cka1 kinase was previously known as ENA1 expression regulator, moreover, regulation of Nha1p activity by Cka1p was observed in this work. Using knowledge and skills obtained during this work, S. cerevisiae strain lacking its own alkali-metal-cation exporters was used for characterization of human Nha1p homologue, Na+/H+ antiporter NHAoc/NHA2. Residues, whose mutation could be one of crucial points in the development of serious bone disease (osteopetrosis) in human, were identified in the NHAoc/NHA2 sequence. Altogether, results obtained in this work helped for better understanding the role of Nha1p and other transporters in maintenance of alkali- metal-cation homeostasis and its regulation, furthermore, an important progress has been made in methodology (especially in intracellular pH measurement) which will help in future studies. 3
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Ing. Jaromír Zahrádka, Ph.D. 6.84 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Ing. Jaromír Zahrádka, Ph.D. 87 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Ing. Jaromír Zahrádka, Ph.D. 75 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce RNDr. Ing. Jaromír Zahrádka, Ph.D. 748 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Veronika Obšilová, Ph.D. 109 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Iva Pichová, CSc. 87 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.03 MB