Základný výskum
Charakterizácia mechanizmu nájdenia miesta asymetrického bunkového delenia počas sporulácie v Bacillus subtilis

Autori: I. Barák, K. Muchová, E. Kalocsaiová, Z. Chromiková, S. Žarnovičanová

Schopnosť bakteriálnych spór vydržať bez živín milióny rokov a potom vyklíčiť predstavuje okrem medicínskych a biotechnologických možností aj riziká pre ľudské zdravie. Trvanlivosť spór Bacillus subtilis viedla k ich využitiu ako probiotík v potravinárskom priemysle a stali sa tiež základom na výrobu nových vakcín. Aj to je dôvod, prečo sa tento organizmus už desaťročia využíva na štúdium základných bunkových procesov ako je bunkové delenie a sporulácia. V našej práci sa nám podarilo pochopiť, ako môžu baktérie merať svoju dĺžku a nájsť správne miesto bunkového delenia počas sporulácie. Pochopenie tohto mechanizmu je základom pre odpovede na jednu z najfascinujúcejších otázok v bakteriálnej vývojovej biológii. Získané poznatky sú dôležité najmä z hľadiska základného výskumu. Navyše, poznatky o inhibícii funkcie proteínov, ktoré sa podieľajú na delení buniek a sporulácie, môžu pomôcť aj v príprave nových antibakteriálnych liečiv proti patogénnym multirezistentným baktériám.

Projekty:

VEGA 2/0001/21

APVV-22-0303 

Publikácie:

MUCHOVÁ, Katarína - POSPÍŠIL, J. - KALOCSAIOVÁ, Evelína - CHROMÍKOVÁ, Zuzana - ŽARNOVIČANOVÁ, Silvia - ŠANDEROVÁ, H. - KRÁSNY, L. - BARÁK, Imrich**. Spatio-temporal control of asymmetric septum positioning during sporulation in Bacillus subtilis. In Journal of Biological Chemistry, 2024, vol. 300, iss. 6, art. no. 107339. (2023: 4 - IF, Q2 - JCR, 1.766 - SJR, Q1 - SJR). ISSN 0021-9258. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2024.107339

Základný výskum
Polyfosfát a fosforylácia tyrozínu v N-terminálnej doméne ľudskej mitochondriálnej Lon proteázy narúša jej funkcie

Autori: N. Kunová, G. Ondrovičová, J.A. Bauer, B. Stojkovičová, H. Havalová, L. Martináková, E. Kutejová, V. Pevala

Fosforylácia hrá kľúčovú úlohu v regulácii mnohých základných bunkových procesov. Hladiny fosforylácie sú zvýšené v mnohých rakovinových bunkách, kde môžu podporovať zmeny v mitochondriálnej homeostáze. Proteomické štúdie u rôznych typov rakoviny identifikovali 17 fosforylačných miest v ľudskej ATP-závislej proteáze Lon, ktorá degraduje nesprávne poskladané, nezostavené a oxidačne poškodené proteíny v mitochondriách. Väčšina z týchto miest bola nájdená v N-terminálnej (NTD) a ATPázovej doméne Lon proteázy, a je málo známe o účinkoch na jej funkciu. Kombináciou biochemickej analýzy a kryo-elektrónovej mikroskopie sme ukázali, že fosforylácie Tyr186 a Tyr394 v Lon NTD výrazne znižujú všetky aktivity Lon proteázy bez ovplyvnenia jej schopnosti viazať substráty alebo narušenia jej terciárnej štruktúry. Podstatné zníženie aktivít Lon sme tiež pozorovali v prítomnosti polyfosfátu, ktorého množstvo sa výrazne zvyšuje v rakovinových bunkách. Naša štúdia tak poskytuje pohľad na možnú jemnú reguláciu aktivít Lon pri ľudských chorobách, čo zdôrazňuje význam Lon pri udržiavaní proteostázy v mitochondriách.

Projekty:

VEGA 2/0069/23

APVV-15-0375

APVV-19-0298 

ITMS: 305011X666 - Interreg V-A Slovakia-Austria

Publikácie:

KUNOVÁ, Nina - ONDROVIČOVÁ, Gabriela - BAUER, Jacob - KRAJČOVIČOVÁ, Veronika - PINKAS, Matyáš - STOJKOVIČOVÁ, Barbora - HAVALOVÁ, Henrieta - LUKÁČOVÁ, Veronika - KOHÚTOVÁ, Lenka - KOŠŤAN, Július - MARTINÁKOVÁ, Lucia - BARÁTH, Peter - NOVÁČEK, Jiří - ZOLL, Sebastian - KERE?CHE, Sami - KUTEJOVÁ, Eva** - PEVALA, Vladimír**. Polyphosphate and tyrosine phosphorylation in the N-terminal domain of the human mitochondrial Lon protease disrupts its functions. In Scientific Reports, 2024, vol. 14, iss. 1, art. no. 9923. (2023: 3.8 - IF, Q1 - JCR, 0.9 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC). (2024 - Current Contents, WOS, SCOPUS). ISSN 2045-2322. https://doi.org/10.1038/s41598-024-60030-9

Základný výskum
Štrukturálna podobnosť sekvenčne nehomologických N-terminálnych úsekoch transportérov neurotransmiterov

Autori: M. Baliová, F. Jurský

N-terminálne úseky SLC6 transportérov sú sekvenčne rozdielne a  nie je jasné, či napriek svojej diverzite obsahujú skrytú podobnosť, zodpovenú za ich spoločnú funkciu. Pomocou porovnania aminokyselinových sekvencií s ich hydropatickým plotom, predikciou ich proteínovej neusporiadanosti a polohy kalpainových štiepnych miest sa nám podarilo potvrdiť, že spoločné štrukturálne črty v N-terminálnych úsekoch transportérov naozaj existujú. Tieto spločné štrukturálne črty sa odrážajú aj v nami nedávno popísanej spektrálnej metachromázii 465-595-350-750 nm počas Bradfordovej stanovenia. Naše posledné výsledky ukázali, že podobnú metachromáziu vykazuje tiež agregácia viacerých druhov čiastočne denaturovaných GST proteínov. Ukazuje sa teda že farbička Coomassie G250 môže predstavovať senzor prítomnosti určitého typu proteínovej štruktúry v N-terminálnych úsekoch transportérov, ktorý sa tiež výnimočne nachádza v čiastočne, nie však plne denaturovaných GST proteínoch.

Projekty:

VEGA 2/0126/21

Publikácie:

BALIOVÁ, Martina - JURSKÝ, František**. Common structural features in some of the sequentially distant neurotransmitter transporters N-termini. In Journal of Structural Biology, 2024, vol. 216, iss, art. no. 108137. (2023: 3 - IF, Q2 - JCR, 1.771 - SJR, Q1 - SJR). ISSN 1047-8477.https://doi.org/10.1016/j.jsb.2024.108137

Aplikovaný výskum
Hotové šaláty, bezpečné alebo nebezpečné? Toto je otázka

Autori: N. Klištincová, , A. Puškárová, M. Bučková, D. Pangallo

Zelená dohoda ovplyvňuje aj náš stôl, v skutočnosti sú zelené potraviny považované za zdravšie a ekologickejšie ako živočíšne produkty. Pretože preferovanie vegetariánskej stravy je dobré pre naše zdravie, životné prostredie a je trendy. Je však balená zelenina skutočne taká zdravá? V nedávnom prehľade od našej skupiny sme sa zamerali na možné patogény, ale aj saprofytické mikroorganizmy, ktoré môžu ovplyvniť šaláty pripravené na konzumáciu. Ich kvalita závisí od podmienok a metód pestovania, umývania, balenia, skladovania, prepravy a distribúcie, ako aj od akýchkoľvek iných operácií, ktoré môžu podporiť alebo zvýhodniť rast mikroorganizmov. Niektoré mikroorganizmy môžu spôsobiť predčasné znehodnotenie produktu, zatiaľ čo iné sú nebezpečné pre ľudí. Úplné vylúčenie mikrobiologického rizika v šalátoch pripravených na konzumáciu je štatisticky nereálne, pretože ku kontaminácii môže dochádzať v celom procese výroby. Trh šalátov určených priamo na konzumáciu, však môže ťažiť z nových udržateľných technológií, ktoré môžu podporiť rozhodnutia v oblasti riadenia rizík predtým, ako sa šaláty dostanú k spotrebiteľom.

Projekty:

CNR-SAS-2022-08

Publikácie:

KLIŠTINCOVÁ, Nikola - PIN, Lorenzo - PUŠKÁROVÁ, Andrea - GIANNINO, Donato - BUČKOVÁ, Mária - LAMBREVA, Maya D. - MANFREDINI, Andrea - CANFORA, Luciano - PANGALLO, Domenico - PINZARI, Flavia. From farm to fork: Fungal and bacterial contaminants and their diagnostics in the production steps of ready-to-eat salads. In Trends in Food Science and Technology, 2024, vol. 150, art. no. 104573. (2023: 15.1 - IF, Q1 - JCR, 2.999 - SJR, Q1 - SJR). ISSN 0924-2244. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104573

Aplikovaný výskum
Nový systém syntetickej biológie pre produkciu modifikovaných biologicky aktívnych látok

Autori: D. Csölleiová, R. Javorová, R. Nováková, Ľ. Fecková, F. Opaterný, B. Řežuchová, B. Ševčíková, J. Kormanec

Vytvorili sme nový expresný systém syntetickej biológie umožňujúci jednoduchú refaktorizáciu biosyntetického génového klastra (BGC) ako monocistronické transkripčné jednotky. Systém je založený na sade plazmidov obsahujúcich silný kasOp* promótor, RBS a terminátory. Umožňuje klonovanie biosyntetických génov do transkripčnej jednotky kasOp*-gén-terminátor lemovaný niekoľkými zriedkavými miestami restriktáz, ktoré možno postupne kombinovať do umelého BGC v troch kompatibilných integračných vektoroch Streptomyces. Umožňujú simultánneu integráciu týchto BGC na troch rôznych miestach attB v chromozóme Streptomyces. Systém bol overený s biosyntetickými génmi z dvoch známych BGC pre aromatické polyketidy landomycín a mitramycín. Tento syntetický prístup môže umožniť biosyntézu nových biologicky aktívnych látok s účinnými terapeutickými vlastnosťami.

Projekty:

APVV-19-0009

Publikácie:

JAVOROVÁ, Ráchel - REŽUCHOVÁ, Bronislava - FECKOVÁ, Ľubomíra - NOVÁKOVÁ, Renáta - CSÖLLEIOVÁ, Dominika - KOPÁČOVÁ, Mária - PÄTOPRSTÝ, Vladimír - OPATERNÝ, Filip - ŠEVČÍKOVÁ, Beatrica - KORMANEC, Ján**. A new synthetic biology system for investigating the biosynthesis of antibiotics and other secondary metabolites in streptomycetes. In Journal of Biotechnology, 2024, vol. 392, pp. 128-138. (2023: 4.1 - IF, Q2 - JCR, 0.741 - SJR, Q2 - SJR). ISSN 0168-1656.  https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2024.07.007

Aplikovaný výskum
Laktoferín sa cez svoj N-koniec viaže na receptor viažúcu doménu proteínu Spike vírusu SARS-CoV-2

Autori: P. Babulic, G. Ondrovičová, T. Moskalets, V. Leksa

Keďže COVID-19 stále predstavuje značnú hrozbu, je prospešné poskytnúť terapeutické doplnky proti nej. V tomto ohľade glykoproteín laktoferín (LF) a laktofericín (LFC), prírodný bioaktívny peptid, ktorý sa získa štiepením z N-konca LF, sú mimoriadne zaujímavé, pretože sa ukázalo, že oba redukujú infekcie SARS-CoV-2. V uplynulom roku sme pomocou biochemických a biofyzikálnych metód odhalili, že LF sa priamo viaže na S-proteín (Spike) vírusu SARS-CoV-2, ktorý zohráva kľúčovú úlohu pri väzbe na receptor ACE2 a infekcii hostiteľských buniek. Stanovili sme termodynamické a kinetické charakteristiky tvorby komplexu a zmapovali zúčastnené vzájomné väzbové miesta v tejto interakcii, menovite N-terminálnej oblasti LF a receptor viažúcej domény LF S-proteínu (RBD). Táto práca bola publikovaná - 10.3390/ph17081021. Tieto výsledky môžu nielen vysvetliť mnohé z pozorovaných ochranných účinkov LF a LFC pri infekcii SARS-CoV-2, ale môžu byť použité pri navrhovaní účinných, bezpečných a nákladovo efektívnych doplnkových nástrojov na báze mliečneho proteínu laktoferínu v manažmente COVID-19.

Projekty:

Plán obnovy EÚ 09I03-03-V02-00047 

APVV APVV-20-0513 

VEGA 2/0152/21

Publikácie:

BABULIC, Patrik - CEHLÁR, Ondrej - ONDROVIČOVÁ, Gabriela - MOSKALETS, Tetiana - ŠKRABANA, Rostislav** - LEKSA, Vladimír**. Lactoferrin Binds through Its N-Terminus to the Receptor-Binding Domain of the SARS-CoV-2 Spike Protein. In Pharmaceuticals, 2024, vol. 17, art. no. 1021. (2023: 4.3 - IF, Q1 - JCR, 0.845 - SJR, Q1 - SJR). ISSN 1424-8247. https://doi.org/10.3390/ph17081021