Základný výskum
Vplyv post-translačných modifikácií proteínov na funkciu mitochondrií

Autori: Keresztesová, B., Kunová, N., Bauer, J., Ondrovičová, G., Pevala, V., Kutejová, E.

Post-translačné modifikácie proteínov predstavujú účinný spôsob, ako sa bunky prispôsobujú zmenám prostredia, a významne modulujú vlastnosti proteínov. Sukcinylácia lyzínu má veľký vplyv na funkciu proteínu, pretože dramaticky mení jeho náboj. V eukaryotoch ovplyvňuje najmä mitochondriálne proteíny, keďže donor sukcinátu, sukcinyl-CoA, sa primárne tvorí v Krebsovom cykle. V spolupráci s Katedrou genetiky PriF UK a Chemickým ústavom SAV sme urobili komplexnú proteomickú analýzu kvasinkových mitochondrií a detegovali 314 sukcinylovaných mitochondriálnych proteínov obsahujúcich 1763 nových sukcinylačných miest. Mitochondriálny nukleoid, komplex mtDNA a proteínov, je štruktúra, ktorej proteíny ovplyvňuje sukcinylácia. Zistili sme, že Abf2, hlavná zložka nukleoidu S. cerevisiae zodpovedná za zbaľovanie mtDNA, sa môže sukcinylovať na 13 lyzínoch. In vitro štúdie ukázali, že sukcinylácia Abf2 vedie k inhibícii jeho DNA-väzobnej aktivity a znižuje jeho citlivosť voči štiepeniu proteázou ScLon.


Projekty:

1. VEGA 02/0075/18 – Faktory ovplyvňujúce dynamiku mitochondriálneho nukleoidu (Factors influencing mitochondrial nucleoid  dynamics)
2. APVV-15-0375 – Posttranslačné modifikácie v mitochondriách a ich úloha v patologických procesoch (Posttranslational modifications in mitochondria and their role in pathological processes)
3. APVV-19-0298 – Vzájomná inerakcia proteáz, šaperónov a kináz v mitochodriách pri strese spôsobenom patologickými stavmi (Mutual interaction of proteases, shaperones and kinases in mitochondria in stress caused by pathological conditions)

Publikácie:

1. FRANKOVSKÝ, J.* - KERESZTESOVÁ, B.* - BELLOVÁ, J. - KUNOVÁ, N. - ČANIGOVÁ, N. - HANAKOVÁ, K. - BAUER, J. - ONDROVIČOVÁ, G. - LUKÁČOVÁ, V. - SIVÁKOVÁ, B. - ZDRÁHAL, Z. - PEVALA, V. - PROCHÁZKOVÁ, K. - NOSEK, J. - BARÁTH, P.** - KUTEJOVÁ, E.** - TOMÁŠKA, Ľ.** The yeast mitochondrial succinylome: Implications for regulation of mitochondrial nucleoids. In Journal of Biological Chemistry, 2021, vol. 297, no. 4, no. 101155 [16] p. (2020: 5.157 - IF, Q2 - JCR, 2.361 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).
2. KOTRASOVÁ, V.* - KERESZTESOVÁ, B.* - ONDROVIČOVÁ, G. - BAUER, J. - HAVALOVÁ, H. - PEVALA, V. - KUTEJOVÁ, E.** - KUNOVÁ, N** Mitochondrial kinases and the role of mitochondrial protein phosphorylation in health and disease. In Life-Basel, 2021, vol. 11, p. 82. (2020: 3.817 - IF, Q2 - JCR, 0.973 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).
3. HAVALOVÁ, H.* - ONDROVIČOVÁ, G.* - KERESZTESOVÁ, B. - BAUER, J. - PEVALA, V. - KUTEJOVÁ, E.** - KUNOVÁ, N.** Mitochondrial HSP70 chaperone system - the influence of post-translational modifications and involvement in human diseases. In International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22, no. 8077. (2020: 5.924 - IF, Q1 - JCR, 1.455 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).

Základný výskum
Krížové rozpoznávania promótorov deviatimi homológmi stresového sigma faktora SigB u Streptomyces coelicolor A3(2)

Autori: Ševčíková, B., Řežuchová, B., Mazuráková, V., Homerová, D., Nováková, R., Fecková, Ľ., Kormanec, J.

Na rozdiel od Bacillus subtilis, Streptomyces coelicolor obsahuje deväť homológov sigma faktora SigB s hlavnou úlohou pri diferenciácii a reakcii na osmotický stres. Pomocou heterologického dvojplazmidového systému sme identifikovali 24 promótorov rozpoznávaných deviatimi homológmi (SigBFGHIKLMN), pričom viaceré boli rozpoznávané viacerými sigma faktormi. Promótory sme overili in vivo v S. coelicolor A3(2) v podmienkach osmotického stresu a diferenciácie. Všetky promótory vykazovali vysokú podobnosť v -35 a -10 oblastiach. Imunoblotová analýza odhalila prítomnosť SigB v podmienkach osmotického stresu a SigH počas morfologickej diferenciácie. Spolu s fenotypovou analýzou pripravených mutantov sigB a sigH v S. coelicolor A3(2) tieto výsledky naznačujú dominantnú úlohu SigB v reakcii na osmotický stres a dvojitú úlohu SigH v reakcii na osmotický stres a morfologickej diferenciácii a komplexnú reguláciu reakcie na osmotický stres vo vzťahu k morfologickej diferenciácii v S. coelicolor.
Projekty:
VEGA 2/0026/20 – Signálne kaskády regulácie sigma faktorov RNA polymerázy pri odozve na stres, bunkovej a fyziologickej diferenciácii u pôdnych baktérií rodu Streptomyces. (Signaling cascades in RNA polymerase  sigma factor regulation in response to stress, cell and physiological differentiation of soil bacteria of the genus Streptomyces.)
Publikácie:

1. ŠEVČÍKOVÁ, Beatrica - REŽUCHOVÁ, Bronislava - MAZURÁKOVÁ, Vladislava. - HOMEROVÁ, Dagmar - NOVÁKOVÁ, Renáta - FECKOVÁ, Ľubomíra - KORMANEC, Ján**. Cross-recognition of promoters by the nine SigB homologues present in Streptomyces coelicolor A3(2). In International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22, no. 7849. (2020: 5.924 - IF, Q1 - JCR, 1.455 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).
2. KORMANEC, Ján** - REŽUCHOVÁ, Bronislava - NOVÁKOVÁ, Renáta. Screening systems for stable markerless genomic deletions/integrations in Streptomyces species. In Antimicrobial therapies : methods and protocols. - New York : Springer-Verlag, Humana Press, 2021, p. 91-141. ISBN 978-1-0716-1358-0.

Základný výskum
Úloha Clostridioides difficile DivIVA pri tvorbe membrány deliacej prepážky počas bunkového delenia

Autori: Labajová, N., Barák, I.

Dôležitou súčasťou Min systému v gram-pozitívnych baktériách je DivIVA proteín. Tento proteín bol identifikovaný ako priestorový regulátor bunkového delenia v modelovom organizme Bacillus subtilis, ale jeho homológy sú prítomné v mnohých iných baktériách, vrátane patogénnych druhov klostrídií. Okrem svojej úlohy ako topologického regulátora systému Min počas delenia bakteriálnych buniek sa DivIVA podieľa na segregácii chromozómov počas sporulácie, genetickej kompetencii a syntéze bunkovej steny. DivIVA sa lokalizuje do oblastí s vysokým zakrivením membrány, ako sú bunkové póly a miesto bunkového delenia. Predtým sa predpokladalo, že rozpoznávanie negatívneho zakrivenia je hlavným mechanizmom, ktorým sa DivIVA viaže na tieto špecifické oblasti. My sme ukázali, že Clostridioides difficile DivIVA sa prednostne viaže na membrány obsahujúce negatívne nabité fosfolipidy, najmä kardiolipín. Naše pozorovania naznačujú, že DivIVA môže hrať komplexnejšiu a doteraz neznámu aktívnu úlohu pri tvorbe membrány deliacej prepážky počas bunkového delenia.


Projekty:

1. VEGA 2/0001/09 - Ako bunka nájde miesto asymetrického delenia počas sporulácie Bacillus subtilis. (How a cell finds a site of asymmetric division during sporulation of Bacillus subtilis.)
2. APVV-18-0104 – Asymetrické bunkové delenie počas tvorby bakteriálnej endospóry. (Asymmetric cell division during bacterial endospore formation.)

Publikácie:
LABAJOVÁ, Naďa** - BARANOVA, Natalia - JURÁSEK, Miroslav - VÁCHA, Robert** - LOOSE, Martin - BARÁK, Imrich**. Cardiolipin-containing lipid membranes attract the bacterial cell division protein divIVA. In International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22, no. 8350. (2020: 5.924 - IF, Q1 - JCR, 1.455 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).

Aplikovaný výskum
Poly(ℇ-kaprolaktón) enkapsulované nanočastice s éterickými olejmi so zvýšenou antimikrobiálnou aktivitou

Autori: Kapustová (Rusková), M., Puškárová, A., Bučková, M., Pangallo., D.

Nadmerné používanie syntetických zlúčenín s antimikrobiálnou aktivitou viedlo k selekcii rezistentných mikroorganizmov. V tejto súvislosti by použitie rastlinných éterických olejov (EO) s antimikrobiálnou aktivitou enkapsulovaných v ekologických nanosystémoch mohlo byť novou a významnou stratégiou na prekonanie tohto problému. EO chemotypu karvakrolu z Thymus capitatus a chemotypu tymolu a karvakrolu z Origanum vulgare boli zapuzdrené v biokompatibilných poly(ε-kaprolaktónových) nanokapsulách (NC). Tieto nanosystémy vykazovali antibakteriálne, antifungálne a antibiofilmové aktivity proti Staphylococcus aureus, Escherichia coli a Candida albicans. EO nanosuspenzie boli tiež testované proti panelu štrnástich kmeňov húb patriacich do Ascomycota a Basidiomycota phyla. Okrem toho bola hodnotená aj cytotoxicita a genotoxicita EO nanosuspenzií. Naše výskumy demonštrujú schopnosť poly(ε-kaprolaktónových) NC naplnených tymiánovým a oregánovým EO znižovať mikrobiálny rast a rast biofilmu a mohli by byť ekologickou alternatívou pri vývoji nových antimikrobiálnych stratégií.


Projekty:
VEGA 2/0059/19 – Kombinácia nanočastíc a esenciálnych olejov na zmiernenie biologického poškodenia rôznych typov stavebných materiálov (A combination of nanoparticles and essential oils in mitigation of biological damage to various types of building materials)
Publikácie:

1. KAPUSTOVÁ, Magdaléna* - PUŠKÁROVÁ, Andrea - BUČKOVÁ, Mária - GRANATA, Giuseppe* - NAPOLI, Edoardo - ANNUŠOVÁ, Adriana - MESÁROŠOVÁ, Monika - KOZICS, Katarína - PANGALLO, Domenico** - GERACI, Coradda**. Biofilm inhibition by biocompatible poly(epsilon-caprolactone) nanocapsules loaded with essential oils and their cyto/genotoxicity to human keratinocyte cell line. In International Journal of Pharmaceutics, 2021, vol. 606, no. 12, art. no. 120846. (2020: 5.875 - IF, Q1 - JCR, 1.153 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).
2. KAPUSTOVÁ, Magdaléna* - GRANATA, Giuseppe* - NAPOLI, Edoardo - PUŠKÁROVÁ, Andrea - BUČKOVÁ, Mária - PANGALLO, Domenico** - GERACI, C.**. Nanoencapsulated essential oils with enhanced antifungal activity for potential application on agri-food, material and environmental fields. In Antibiotics, 2021, vol. 10, no. 31. (2020: 4.639 - IF, Q2 - JCR, 0.960 - SJR, Q1 - SJR).

Medzinárodné vedecké projekty
Antibakteriálna aktivita medu ako kvalitatívny parameter medu zohľadňujúci jeho biologickú funkčnosť

Autori: Majtán, J., Bučeková, M., Godočíková, J., Bugárová, V.

Súčasné platné kvalitatívne parametre pre med nezohľadňujú jeho unikátnu biologickú funkčnosť, pričom med sa zaraďuje medzi tzv. funkčné potraviny. V našej vedeckej práci sme charakterizovali vplyv rôzneho typu zdroja sacharidov (nektár, sacharóza a invertný cukor) na celkovú antibakteriálnu aktivitu včelou spracovaných produktov. Ukázalo sa, že antibakteriálna aktivita vzoriek medu bola signifikantne vyššia v porovnaní s aktivitou spracovaného roztoku sacharózy alebo invertného cukru. Avšak, nezaznamenali sme žiadne rozdiely v obsahu enzýmu glukózooxidáza a ani v hladinách naakumulovaného peroxidu vodíka medzi jednotlivými včelou spracovanými produktami. Z uvedených výsledkov vyplýva, že za antibakteriálnu aktivitu sú okrem včelích látok čiastočne zodpovedné aj látky botanického charakteru. Antibakteriálna aktivita medu by mohla predstavovať vhodný parameter určujúci kvalitu medu s ohľadom na jeho biologickú funkčnosť.
 


Projekty:
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 honey and characterization of its production and activity in the pharyngeal glands of honey bee -Apis mellifera).
Publikácie:

1. BUGÁROVÁ, V. - GODOČÍKOVÁ, J. - BUČEKOVÁ, M. - BRODSCHNEIDER, R. - MAJTÁN, J.**. Effects of the carbohydrate sources nectar, sucrose and invert sugar on antibacterialactivity of honey and bee-processed syrups. In Antibiotics, 2021, vol. 10, no. 985. (2020: 4.639 - IF, Q2 - JCR, 0.960 - SJR, Q1 - SJR).
2. MAJTÁN, J.** - BUČEKOVÁ, M. - KAFANTARIS, I. - SZWEDA, P. - HAMMER, K. - MOSSIALOS, D. Honey antibacterial activity: A neglected aspect of honey quality assurance as functional food. In Trends in Food Science and Technology, 2021, vol. 118, p. 870-886. (2020: 12.563 - IF, Q1 - JCR, 2.676 - SJR, Q1 - SJR, karentované - CCC).