CS | en

Vyhledávání

Celý intranet Aktuální oblast


Důležité odkazy

dulezite-biocev.pngdulezite-avcr.pngdulezite-ov.pngdulezite-tvt.png

Laboratoř struktury a funkce biomolekul

 

J.Dohnalek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vedoucí

Ing. Jan Dohnálek, Ph.D.
 
Vědecké zaměření
Výzkum laboratoře se soustředí na aplikaci monokrystalové rentgenové difrakční analýzy při řešení otázek souvislosti struktury a funkce biologických makromolekul. Porozumění strukturním vlastnostem proteinů v posledních desetiletích mělo zásadní dopad mimo jiné do oblastí biologie buňky a živých organismů, vývoje léčiv, nebo biotechnologických aplikací. Zabýváme se především objasněním prostorové struktury doposud neznámých enzymů, receptorů anebo jejich komplexů. Následně se snažíme interpretovat vztah atomárních detailů struktury a funkce nebo stability enzymu, aktivity proteinových komplexů nebo interakčních vlastností typu receptor-ligand. Z našich studií vyplývají doporučení modifikací enzymů, které vedou ke změněným vlastnostem, návrhy ligandů, případně potenciálních léčiv, anebo základní poznatky na úrovni strukturní molekulární biologie.
Další informace:
 
Studované systémy
Cílovými molekulami jsou zejména enzymy atraktivní z hlediska lékařského nebo biotechnologického využití (např. glykosyl hydrolázy, oxidázy, nukleázy). Hlavním cílem je objasnění výhodných vlastností enzymů pro jejich aplikace a využití strukturních informací k optimalizaci výkonu, tvorby komplexů nebo stability enzymu.
Příklady projektů:

Degradace bojových plynů pomocí enzymu organofosfátové anhydrolázy z bakterie Alteromonas macleodii, http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=3RVAZabýváme se také receptory imunitního systému savců, kde nejsou doposud objasněny principiální otázky interakcí (povrchové receptory přirozených zabíječských buněk C lektinového typu) a některé komplexní systémy (např. RNA polymeráza).

Kromě početných spoluprací s významnými laboratořemi na území ČR metodicky i obsahově spolupracujeme s centry mezinárodní infrastruktury pro integrativní strukturní biologii Instruct (www.structuralbiology.eu), University of Oxford, Division of Structural Biology, University of York, Structural Biology Laboratory a laboratořemi Novozymes A/S, Kodaň.

 
Metody
Makromolekulární krystalografie
Klíčová metodika. Zahrnuje de novo fázování biologických struktur, aplikace nejnovějších technologií. Poskytujeme expertízu externím výzkumným týmům. Podílíme se na vývoji metodiky.
Biofyzikální charakterizace molekul a jejich komplexů
Metody rozptylu světla (DLS), pokročilá hmotová spektrometrie, povrchová plasmonová rezonance, mikrokalorimetrie, aj.
Výpočetní metody
Molekulární dokování (docking), simulace molekulární dynamiky, odhady interakčních energií.
Izolace a produkce proteinů
Velká část studovaných systémů je produkována spolupracujícími pracovišti. Některé proteiny získáváme vlastními silami izolací z původních organismů a rekombinantními metodami exprese v bakteriích, kvasinkách a hmyzích buňkách.

                                                                                                                  

Výzkumný projekt BIOCEV - Struktura lékařsky a biotechnologicky důležitých enzymů
Projekt se zabývá strukturním určením a analýzou molekul enzymů důležitých v potravinářství a v průmyslových katalýzách jako jsou galaktosidázy, lakázy, oxidázy a jejich následnou modifikací zvyšující jejich enzymatickou účinnost, tepelnou či chemickou stabilitu atp. s cílem zvýšit jejich využitelnost.
Cíle:
  • Strukturní charakterizace aplikačně důležitých enzymů a jejich komplexů
  • Jejich biofyzikální charakterizace

                                                                                                                  

Vybrané publikace

 

Trundova, M., Koval, T., Owens, R. J., Fejfarova, K., Duskova, J., Kolenko, P., Dohnalek, J. Highly stable single-strand-specific 3′-nuclease/nucleotidase from Legionella pneumophila. International Journal of Biological Macromolecules 114:776-787, 2018. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.03.113. ISSN: 0141-8130.

 

Stranava, M., Man, P., Skalova, T., Kolenko, P., Blaha, J., Fojtikova, V., Martinek, V., Dohnalek, J., Lengalova, A., Rosulek, M. ,Shimizu, T. ,Martinkova, M. Coordination and redox state-dependent structural changes of the heme-based oxygen sensor AfGcHK associated with intraprotein signal transduction.  Journal of Biological Chemistry, 292(51): 20921-20935, 2017. doi: 10.1074/jbc.M117.817023. ISSN: 0021-9258.

  

Koval, T., Oestergaard, L. H., Lehmbeck, J., Noergaard, A., Lipovova, P., Duskova, J., Skalova, T., Trundova, M., Kolenko, P., Fejfarova, K., Stransky, J., Svecova, L., Hasek, J., Dohnalek, J. Structural and catalytic properties of S1 nuclease from Aspergillus oryzae responsible for substrate recognition, cleavage, non-specificity, and inhibition. PLoS ONE, 11 (12): e0168832, 2016. doi: 10.1371/journal.pone.0168832.  eISSN: 1932-6203.

 

Skalova, T., Blaha, J., Harlos, K., Duskova, J., Koval, T., Stransky, J., Hasek, J., Vanek, O., Dohnalek, J. Four crystal structures of human LLT1, a ligand of human NKR-P1, in varied glycosylation and oligomerion states. Acta Crystallographica Section D, 71:578-591, 2015. doi: 10.1107/S1399004714027928. ISSN: 1399-0047.

 

Koval, T., Lipovova, P., Podzimek, T., Matousek, J., Duskova, J., Skalova, T., Stepankova, A., Hasek, J., Dohnalek, J. Plant multifunctional nuclease TBN1 with unexpected phospholipase activity: structural study and reaction-mechanism analysis. Acta Crystallographica Section D, 69: 213-226, 2013. doi: 10.1107/S0907444913003284. ISSN: 2059-7983.

 

Skalova, T., Kotynkova, K., Duskova, J., Hasek, J., Koval, T., Kolenko, P., Novak, P., Man, P., Hanc, P., Vanek, O., Bezouska, K., Dohnalek, J. Mouse Clr-g, a ligand for NK cell activation receptor NKR-P1F: crystal structure and biophysical properties. Journal of Immunology, 189: 4881-4889, 2012. doi: 10.4049/jimmunol.1200880. ISSN: 0022-1767.