velikost textu

Nové antimikrobiální peptidy izolované z jedu včel a studium mechanismu jejich účinku

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:
Nové antimikrobiální peptidy izolované z jedu včel a studium mechanismu jejich účinku
Název v angličtině:
New antimcrobial peptides isolated from the bee venom and the study of their action mechanism
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Sabína Čujová
Školitel:
RNDr. Václav Čeřovský, CSc.
Oponenti:
prof. Ing. Martin Fusek, CSc.
RNDr. Jan Hlaváček, CSc.
Id práce:
95196
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
4. 6. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Antimikrobiální peptidy, lipozómy, metóda úniku calceinu, Trp-fluorescence
Klíčová slova v angličtině:
Antimicrobial peptides, liposomes, calcein leakage assay, Trp-fluorescence
Abstrakt:
Abstrakt CZ Narůstající výskyt bakterií rezistentních k antibiotikům je alarmující. Proto je důležité hledat nové antimikrobiální látky, které působí proti těmto rezistentním kmenům jinými mechanismy než tradiční antibiotika a přitom nevyvolávají rezistenci. Mezi tyto látky patří kationické antimikrobiální peptidy (AMPs), které permeabilizují nebo rozbíjejí buněčnou obálku bakterií, což vede k úniku jejich cytoplazmatických komponent a následné smrti bakterií. Tato disertační práce je zaměřená na studium mechanismu účinků nových antimikrobiálních peptidů, které jsem izolovala z jedu volně žijících včel. V rámci této práce jsem identifikovala šest nových AMPs, které jsme pojmenovali jako panurginy (PNGs), codesan (COD) a antapiny (ANTPs). Tyto peptidy jsme izolovali z jedu tří různých druhů včel (Panurgus calcaratus, Collete daviesanus a Anthophora plumipes). Dále jsem se podílela na studiu strukturních vlastností lasiocepsinu (Las), antimikrobiálního peptidu popsaného již v minulosti v naší laboratoři. Všechny studované peptidy vykazují aktivitu proti různým kmenům bakterií a nízkou, popřípadě mírnou hemolytickou aktivitu. Pro studium vlivu fyzikálně chemických parametrů, jako jsou kationicita, hydrofobicita, α-helicita a amfipaticita, na jejich strukturu a biologické aktivity, jsme připravili sérii analogů PNG, COD a ANTP. NMR měření a molekulární modelovaní ANTPs a Las nám umožnilo zjistit vliv sekundární struktury peptidů na jejich biologickou aktivitu. Hlavní část mé disertační práce je zaměřena na interakci těchto peptidů s uměle vytvořenými membránami – lipozómy. Zhotovila jsem negativně nabité lipozómy imitující bakteriální membránu a neutrální lipozómy imitující membránu eukaryotních buněk. Interakce peptid-membrána byly také studovány s využitím buněk E. coli, kdy jsme zjistili, že naše peptidy způsobují permeabilizaci jak jejich vnější, tak i vnitřní membrány. Prokázali jsme, že všechny testované peptidy vykazují vyšší permeabilizační aktivitu proti anionickým lipozómům imitujících membránu bakterií než těm, které imitují membránu eukaryotických buněk. Tato skutečnost dobře koreluje s jejich antimikrobiální a hemolytickou aktivitou. Na závěr můžeme shrnout, že antimikrobiální peptidy objevené v naší laboratoři působí specificky na membránu bakterií, přičemž smrt bakterií je způsobena rozrušením jejich membrány.
Abstract v angličtině:
Abstract EN The growing emergence of bacteria resistant to conventional antibiotics is very alarming. This has prompted an intensive search for alternative antimicrobial agents which kill bacteria with different modes of action than do traditional antibiotics and do not develop drug resistance. Among these, antimicrobial peptides (AMPs) are considered as promising compounds against resistant pathogens. These positively charged peptides permeabilize or disrupt bacterial cell envelope which leads to leakage of cytoplasmic components and cell death. The aim of my dissertation thesis was the study of the action mechanism of novel antimicrobial peptides which I have isolated from the venom of different wild bees. I identified six novel AMPs which were named panurgines (PNG), codesane (COD) and antapines (ANTPs). These peptides were isolated from the venom of three different bee species (Panurgus calcaratus, Collete daviesanus and Anthophora plumipes). I was also involved in the structural studies of lasiocepsin (Las), the antimicrobial peptide identified in the venom earlier in our laboratory. All studied peptides possess activity against various strains of bacteria and low or moderate hemolytic activity. We prepared series of PNG, COD and ANTP analogs in order to study the effect of physicochemical properties such as cationicity, hydrophobicity, α-helicity and amphipathicity on their structure and biological activities. NMR measurements and molecular modeling of ANTPs and Las helped us to elucidate the effect of peptides secondary structure on their biological activity. The main part of the dissertation focuses on the study of the interactions of these peptides with artificially made membrane – liposomes. For this purpose I constructed negatively charged liposomes, as a general model of bacteria membrane, and uncharged liposomes, as a model of eukaryotic cells membrane. These peptide-membrane interactions were also followed on the outer and inner membrane of E. coli cells, resulting in the permeation of outer as well as inner membrane. We have shown that all tested peptides have stronger potency to permeabilize bacteria-mimicking anionic membranes than those which mimic eukaryotic cell membrane. That is generally in good agreement with their antimicrobial and hemolytic activity. In summary we can conclude that the antimicrobial peptides discovered in our laboratory act specifically against bacterial cell membrane and their killing mechanism involve membrane disruption.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Sabína Čujová 2.99 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Sabína Čujová 7.65 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Sabína Čujová 73 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Sabína Čujová 70 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Sabína Čujová 479 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Martin Fusek, CSc. 142 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jan Hlaváček, CSc. 271 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.02 MB