Základný výskum
Mutácie alternujúce dynamiku N-terminálnej domény RyR2 kanála

Autori: Bauer, J., Borko, Ľ., Pavlovič, J., Kutejová, E., Bauerová-Hlinková, V.

Ľudský ryanodínový receptor 2 (hRyR2) je vápnikový kanál, esenciálny pre uvoľnenie Ca2+ zo sarkoplazmatického retikula do cytoplazmy myocytov, čím zabezpečuje pravidelnú srdcovú činnosť. V RYR2 géne boli zistené viaceré mutácie, ktoré sú zodpovedné za porušenie funkcie tohto kanála, čo vedie k život ohrozujúcim ochoreniam – arytmiám srdca. Jeden z mutačných klastrov sa nachádza v N-terminálnej doméne (NTD) hRyR2, zvyšky 1-655. Molekulovou dynamikou sme charakterizovali tri mutácie lokalizované v centrálnom helixe NTD hRyR2: R414L, I419F a R420W, ktoré zodpovedajú za srdcové arytmie CPVT1 a ARVD2. Výsledky poukazujú na relatívne malé zmeny v terciárnej štruktúre hRyR2, ktoré boli spôsobené zavedením mutácií, avšak na významnú zmenu v dynamike otvárania/zatvárania hRyR2 kanála. Zmena dynamiky hRyR2 veľmi pravdepodobne ovplyvňuje reguláciu toku vápnika vo svalových bunkách, čím významne prispieva k vzniku srdcových arytmií.


Projekty:
VEGA 2/0140/16 - Štruktúra a funkcia RIH domén ľudského ryanodínového receptora 2, ich interakcii s ligandami ako základ pre vývoj liečiv v terapii srdcových arytmií (Structure and function of RIH domains of human ryanodine receptor 2, their interaction with ligands as a basis for drug development in the treatment of cardiac arrhythmias)
Publikácie:

1. BAUER, J. - PAVLOVIĆ, J. - BAUEROVÁ-HLINKOVÁ, V. Normal mode analysis as a routine part of a structural investigation. In Molecules, 2019, vol. 24, no. 15, p. 3293. (2018: 3.060 - IF, Q2 - JCR, 0.757 - SJR, Q1 - SJR)
2. BAUER, J. - PAVLOVIĆ, J. - BAUEROVÁ-HLINKOVÁ, V. Normal mode analysis as a routine part of a structural investigation. In Molecules, 2019, vol. 24, no. 15, p. 3293. (2018: 3.060 - IF, Q2 - JCR, 0.757 - SJR, Q1 - SJR)
   

 

Základný výskum
Charakterizácia unikátneho antibiotika auricínu v kmeni Streptomyces lavendulae subsp. lavendulae

Autori: Kormanec, J., Nováková, R.,Homerová, D., Fecková, Ľ., Řežuchová, B., Csolleiová, D., Bekeová, C., Mingyár, E., Ševčíková, B.

Streptomycéty sú dominantnými producentmi sekundárnych metabolitov so širokou škálou biologických aktivít. V kmeni S. lavendulae CCM 3239 sme identifikovali antibiotikum auricín. Jeho štruktúrna analýza odhalila jeho unikátne vlastnosti. Je modifikovaný D-forosamínom a obsahuje jedinečný aglykón podobný griseusínom, ktoré patria medzi pyranonaftochiny. Auricín je aktívny proti grampozitívnym baktériám a vykazuje cytotoxicitu proti ľudským nádorovým bunkovým líniám. Sekvencia génového klastra zodpovedného za biosyntézu auricínu odhalila jeho neobvyklú organizáciu. Skladá sa z centrálnej oblasti obsahujúcej biosyntetické gény homologické s angucyklínovými génmi. Avšak množstvo auricínových biosyntetických génov je lokalizovaných v okolí tejto centrálnej časti a sú homologické s pyronaftochinónovými génmi. Tieto výsledky naznačujú jedinečný a doposiaľ nepopísaný mechanizmus biosyntézy auricínu dvoma prekrývajúcimi sa biosyntetickými cestami; pre angucyklíny a pyronaftochinóny.


Projekty:
APVV-15-0410 - Syntetická biológia pre produkciu nových biologicky aktívnych látok u streptomycét (Synthetic biology for the production of new biologically active substances in Streptomycetes)
Publikácie:

1. PÄTOPRSTÝ, V. - SASINKOVÁ, V. - UHLIARIKOVÁ, I. - ŠEVČÍKOVÁ, B. - REŽUCHOVÁ, B. - HOMEROVÁ, D. - KORMANEC, J. A structural analysis of the angucycline-like antibiotic auricin from Streptomyces lavendulae subsp. lavendulae CCM 3239 revealed its high similarity to griseusins. In Antibiotics, 2019, vol. 8, no. 3, no. E102. (2018: 2.921 - IF, Q2 - JCR, 1.121 - SJR, Q1 - SJR)
2. KORMANEC, J. - REŽUCHOVÁ, B. - HOMEROVÁ, D. - CSÖLLEIOVÁ, D. - ŠEVČÍKOVÁ, B. - NOVÁKOVÁ, R. - FECKOVÁ, Ľ. Recent achievements in the generation of stable genome alterations/mutations in species of the genus Streptomyces. In Applied Microbiology and Biotechnology, 2019, vol. 103, p. 5463–5482. (2018: 3.670 - IF, Q2 - JCR, 1.127 - SJR, Q1 - SJR)

Základný výskum
Úloha včelieho enzýmu glukózooxidáza (GOX) v antibakteriálnej aktivite medu

Autori: Majtán, J., Farkašovská, J., Godočíková, J., Bugárová, V.

Peroxid vodíka je hlavným antibakteriálnym faktorom medu, ktorý je generovaný enzymatickou premenou glukózy za aeróbnych podmienok v nariedenom mede. V našej štúdii sme sa zamerali na vývoj semi-kvantifikačnej metódy na stanovenie množstva enzýmu GOX vo vybraných druhoch medu. Zo získaných výsledkov vyplýva, že produkcia H2O2 nekoreluje s množstvom enzýmu GOX v jednotlivých druhoch medu a je pravdepodobné, že aj iné zložky medu (polyfenolické látky) sa podieľajú na generovaní H2O2. Proteolytické štiepenie proteínového obsahu medu s proteinázou K nemalo negatívny vplyv na celkový antibakteriálny potenciál jednotlivých druhov medu. Na druhej strane inkubácia medov s katalázou viedla k štatisticky výraznému poklesu antibakteriálnej aktivity medov, čo preukazuje kľúčovú úlohu H2O2 v antibakteriálnej aktivite medu. Skutočnosť, že antibakteriálna aktivita medu je zachovaná aj po proteolytickom štiepení proteínového obsahu medu je dôležitá z pohľadu jeho klinickej aplikácie v manažmente hojenia chronických rán, ktoré sú charakterizované výrazným proteolytickým prostredím.


Projekty:

1. VEGA 2/0004/18 - Vplyv včelieho enzýmu glukózooxidáza na antibakteriálne vlastnosti medu a charakterizácia jeho produkcie a aktivity v podhltanových žľazách včely medonosnej -Apis mellifera (Influence of bee enzyme glucose oxidase on antibacterial properties of the honey and characterization of its production and activity in the pharyngeal glands of honey bee - Apis mellifera)
2. Projekty bilaterálnej spolupráce medzi ÚMB SAV a Slovenským zväzom včelárov:

• Pilotná štúdia monitorovania antibakteriálnej aktivity medov zo Slovenska.
• Stanovenie nových kvalitatívnych parametrov zohľadňujúcich biologické vlastnosti medu.

          (Bilateral cooperation projects between ÚMB SAS and the Slovak Association of Beekeepers:

• Pilot study of monitoring the antibacterial activity of honeys from Slovakia.
• Determination of new quality parameters taking into account the biological properties of honey.)

Publikácie:
BUČEKOVÁ, M. - JARDEKOVÁ, L. - JURICOVÁ, V. - BUGÁROVÁ, V. - DI MARCO, G. - GISMONDI, A. - LEONARDI, D. - FARKAŠOVSKÁ, J. - GODOČÍKOVÁ, J. - LAHO, M. - KLAUDINY, J. - MAJTÁN, V. - CANINI, A. - MAJTÁN, J. Antibacterial activity of different blossom honeys: New findings. In Molecules, 2019, vol. 24, no. 8, no. 1573. (2018: 3.060 - IF, Q2 - JCR, 0.757 - SJR, Q1 - SJR)
FARKAŠOVSKÁ, J. - BUGÁROVÁ, V. - GODOČÍKOVÁ, J. - MAJTAN, V. - MAJTÁN, J. The role of hydrogen peroxide in the antibacterial activity of different floral honeys. In European Food Research and Technology, 2019, vol. 245, p. 2739–2744. (2018: 2.056 - IF, Q2 - JCR, 0.704 - SJR, Q1 - SJR)

Aplikovaný výskum
Bio-čistenie glejového lepidla z historických predmetov s použitím bakteriálnych proteolytických enzýmov

Autori: Kisová, Z., Planý, M., Kraková, L., Pangallo, D.

Zmesi extracelulárnych enzýmov (EEM) z troch bakteriálnych izolátov (Paracoccus sp., Bacillus flexus a Exiguobacterium undae) sa použili na odstránenie glejového lepidla prítomného na chrbte viazaných novín. FT-IR analýza ukázala, že glejové lepidlo bolo účinne odstránené roztokom tyózy a zmesou EEM. Najlepšie výsledky dosiahla zmes EEM E. undae. Naša štúdia popisuje jednoduchú stratégiu výroby a charakterizácie enzymatických zmesí zameraných na degradáciu špecifického substrátu a ich následné použitie na biočistenie historických objektov.


Projekty:
APVV-15-0528 - Modifikované polyméry z obnoviteľných zdrojov a ich degradácia (Modified polymers from renewable sources and their degradation)
Publikácie:
JESZEOVÁ, L. - BENŽOVÁ, R. - GLUŠTÍKOVÁ, M. - OPÁLKOVÁ ŠIŠKOVÁ, A. - KISOVÁ, Z. - PLANÝ, M. - KRAKOVÁ, L. - BAUEROVÁ-HLINKOVÁ, V. - PANGALLO, D. Biocleaning of historical documents: The use and characterization of bacterial enzymatic resources. In International Biodeterioration & Biodegradation, 2019, vol. 140, p. 106-112. (2018: 3.824 - IF, Q1 - JCR, 1.255 - SJR, Q1 - SJR)

Aplikovaný výskum
Identifikácia α-amylázy AmyC z rodiny GH57 z Thermotoga martitima ako glykogén vetviaceho enzýmu s vysokou hydrolytickou aktivitou

Autori: Janeček, Š.

Glykozidáza AmyC z rodiny GH57 z Thermotoga maritima MSB8 bola pôvodne identifikovaná ako intracelulárna α-amyláza. Na základe detailnej in silico analýzy so zameraním na fylogenetické vzťahy a terciárnu štruktúru bolo naznačené, že AmyC by v podstate mohol byť glykogén vetviaci enzým. Biochemickou charakterizáciou bolo experimentálne potvrdené, že AmyC je skutočne glykogén vetviaci enzým s relatívne vysokou hydrolytickou (t.j. α-amylázovou) aktivitou (až do 30% celkovej aktivity), ktorý tvorí vetvený α-glukán s 8,5% α-1,6-glykozidovými väzbami. Ďalšie hypotetické glykogén vetviace enzýmy z čeľade Thermotogaceae, vykazujúce vysokú sekvenčnú podobnosť s AmyC, majú rovnaké sekvenčno-štruktúrne črty ako AmyC, čo naznačuje, že α-glukán vetciace enzýmy z rodiny GH57 s relatívne vysokou hydrolytickou aktivitou by mohli byť široko rozšírené v prírode.


Projekty:
VEGA 2/0146/17 – Evolúcia amylolytických enzýmov (Evolution of amylolytic enzymes)
Publikácie:
ZHANG, X. - LEEMHUIS, H. - JANEČEK, Š. - MARTINOVIČOVÁ, M. - PIJNING, T. - VAN DER MAAREL, M.J. Identification of thermotoga maritima MSB8 GH57 α-amylase AmyC as a glycogen-branching enzyme with high hydrolytic activity. In Applied Microbiology and Biotechnology, 2019, vol. 103, p. 6141–6151. (2018: 3.670 - IF, Q2 - JCR, 1.127 - SJR, Q1 - SJR)

Aplikovaný výskum
Metódy štúdia transkripčnej aktivity proteolytických génov baktérií mliečneho kysnutia počas zrenia syra

Autori: Pangallo, D., Kraková, L., Puškárová, A., Bučková, M.

Katabolizmus mliečnych bielkovín v syre je jedným zo spôsobov, ako mikroorganizmy ovplyvňujú senzorické vlastnosti konečného produktu. Pri tomto výskume sme venovali pozornosť štyrom génom (prtP, pepX, pepN a bcaT) zodpovedným za produkciu prchavých aromatických látok z proteínov u baktérií mliečneho kysnutia (LAB). Študovali sme dynamiku týchto génov a ich príslušného hostiteľa LAB počas dozrievania syra na báze surového ovčieho mlieka použitím prístupov metagenomiky a metatranscriptomiky.


Projekty:
APVV-14-0025 - Metatranskriptóm ovčieho hrudkového syra: RNA-prístup na určenie príspevku mikroorganizmov k organoleptickej kvalite bryndze (Metatranscriptome of sheep lump cheese: RNA-approach to determine the contribution of microorganisms to the organoleptic quality of bryndza cheese)

Publikácie:
PANGALLO, D. - KRAKOVÁ, L. - PUŠKÁROVÁ, A. - ŠOLTYS, K. - BUČKOVÁ, M. - KOREŇOVÁ, J. - BUDIŠ, J. - KUCHTA, T. Transcription activity of lactic acid bacterial proteolysis-related genes during cheese maturation. In Food microbiology, 2019, vol. 82, p. 416-425. (2018: 4.089 - IF, Q1 - JCR, 1.402 - SJR, Q1 - SJR)

Medzinárodné vedecké projekty
CD222 ako receptor pre plazminogén pri odstraňovaní apoptotických buniek

Autori: Petrovčíková, E., Vičíková, K., Leksa, V.

Apoptóza, programovaná bunková smrť, je dôležitým mechanizmom pre udržiavanie homeostázy. Apoptóza na rozdiel od nekrózy nevyvoláva zápal, ale mŕtve apoptotické bunky musia byť odstraňované z tkanív. My sme odhalili nový mechanizmus odstraňovania apoptotických buniek. Ukázali sme, že CD222 (receptor pre manóza 6 fosfát a inzulínu podobný rastový faktor 2) je prítomný vo vyššej miere na diferenciovaných ľudských makrofágoch. Tieto bunky sú profesionálne fagocyty – odstraňujú nielen patogény pri zápaloch, ale aj apoptotické mŕtve bunky.


Projekty:

1. VEGA 2/0020/17 - Ľudský mliečny bioaktívny glykoproteín laktoferín ako regulátor homeostázy (Human milk bioactive glycoprotein lactoferrin as a regulator of homeostasis)
2. APVV-16-0452 - Regulácia pericelulárnej proteolýzy: od molekulárnych mechanizmov k novým subsetom imunitných buniek a terapeutickým nástrojom (Regulation of pericellular proteolysis: from molecular mechanisms to new subsets of immune cells and therapeutic tools)
3. FWF - Austrian Science Fund (No. P22908) - The Integral Regulatory Role of (CD222) in T cell activation.

Publikácie:
OHRADANOVA-REPIC, A. - MACHACEK, C. - DONNER, C. - MÜHLGRABNER, V. - PETROVČÍKOVÁ, E. - ZAHRADNÍKOVÁ, A. - VIČÍKOVÁ, K. - HOŘEJŠÍ, V. - STOCKINGER, H. - LEKSA, V. The mannose 6-phosphate/insulin-like growth factor 2 receptor mediates plasminogen-induced efferocytosis. In Journal of Leukocyte Biology, 2019, vol. 105, no. 3, p. 519-530. (2018: 4.012 - IF, Q2 - JCR, 1.929 - SJR, Q1 - SJR)

Medzinárodné vedecké projekty
Kvasinkový fosfatidylinozitol prenášajúci proteín Pdr17 nevyžaduje pre svoju bunkovú funkciu väzbu fosfatidylinozitolu s vysokou afinitou

Autori: Pevala, V., Kotrasová, V., Bauer, J.A., Kutejová, E.

Kvasinkový fosfatidylinozitol transferový proteín Pdr17 je nevyhnutnou zložkou komplexu potrebného na dekarboxyláciu fosfatidylserínu (PS) na fosfatidyletanolamín mimo mitochondrií. Vytvorili sme mutantný proteín Pdr17 a ukázali sme, že tento nie je schopný viazať fosfatidylinozitol (PI) z membrán permeabilizovaných buniek, ale stále je schopný prenášať PI medzi dvoma membránami in vitro. Molekulárne modely naznačujú, že mutácie zmenili iba väzbovú dutinu Pdr17p pre lipidy, a nie jeho povrchové vlastnosti. Na rozdiel od Pdr16p, blízkeho homológu, schopnosť Pdr17p viazať PI nie je potrebná pre jeho hlavnú bunkovú funkciu pri medzimembránovom prenose PS. Pre správnu funkciu Pdr16p sa vyžaduje schopnosť viazať a prenášať PI, zatiaľ čo Pdr17p sa prispôsobil inej úlohe, ktorá nevyžaduje väzbu PI s vysokou afinitou, hoci proteín si zachováva schopnosť prenosu PI.


Projekty:
APVV-0654-15 - Úloha medziorganelových interakcií v lipidovej homeostáze (The role of inter-organ interactions in lipid homeostasis)
Publikácie:
PEVALOVÁ, Z.- PEVALA, V.- BLUNSOM, N. J. - TAHOTNÁ, D. - KOTRASOVÁ, V. - HOLIČ, R. - POKORNÁ, L. - BAUER, J. - KUTEJOVÁ, E. - COCKCROFT, S. - GRIAČ, P. Yeast phosphatidylinositol transfer protein Pdr17 does not require high affinity phosphatidylinositol binding for its cellular function. In Biochimica et Biophysica Acta : Molecular and Cell Biology of Lipids, 2019, vol. 1864, iss. 10, p. 1412-1421. (2018: 4.402 - IF, Q1 - JCR, 2.342 - SJR, Q1 - SJR)

Medzinárodné vedecké projekty
Izolácia a charakterizácia sporulujúcich Gram-pozitívnych baktérií, ktoré sú schopné viazať a redukovať chróm (IV) v silno kontaminovaných pôdach

Autori: Barák, I., Chromíková, Z., Muchová, K., Chovanová, R.

Spolu s partnermi zo Švajčiarska a Srbska, už skončeného projektu SCOPE sme pokračovali v našom pláne s cieľom izolácie a charakterizácie kmeňov Gram-pozitívnych baktérií, ktoré by boli vhodné na použitie v remediácii oblastí znečistených chrómom. V rámci tejto spolupráce sme izolovali 15 enviromentálnych, sporulujúcich Gram-pozitívnych baktérií. Tieto boli izolované z pôdy rôznych chrómom znečistených oblastí. Identifikovali sme kmene z rodu Bacillus, väčšina z nich patriaca do skupiny Bacillus cereus. Z týchto jeden bol určený ako Bacillus pseudomycoides, ktorý bol použitý na ďalšie štúdie. Pokračovali sme v genetických štúdiách vybraných kmeňov s cieľom objasniť príspevok efluxu chrómu k celkovej tolerancii týchto kmeňov na chróm. Použili sme rôzne protokoly na vnesenie DNA do bacilov patriacich do skupiny B. cereus s cieľom rozrušiť chrA gén na chromozóme pôvodného organizmu. Súčasne sme klonovali chrA gén aj s jeho promótorom a regulačnými oblasťami z pôvodného prírodného kmeňa identifikovaného ako B. pseudomycoides do Escherichia coli a Bacillus subtilis s cieľom zlepšiť ich toleranciu na chróm. Navyše sme tiež klonovali chrA gén aj s promótorom a regulačnými oblasťami zo zbierkového kmeňa B. pseudomycoides.
Projekty:
Scopes – SNF (Swiss National Foundation) - IZ73Z0_152527 / 1 - Úloha homeostázie kovov, ich redukcia a sporulácia v rezistencii Gram-pozitívnych baktériách (The role of metal homeostasis, their reduction and sporulation in the resistance of Gram-positive bacteria)
Publikácie:
TAMINDŽIJA, D. - CHROMÍKOVÁ, Z. - SPAIC, A. - BARÁK, I. - BERNIER?LATMANI, R. - RADNOVIĆ, D. Chromate tolerance and removal of bacterial strains isolated from uncontaminated and chromium-polluted environments. In World Journal of Microbiology & Biotechnology, 2019, vol. 35, no. 4, p. 35-56. (2018: 2.652 - IF, Q2 - JCR, 0.743 - SJR, Q2 - SJR)