Laboratoř struktury a funkce biomolekul

Aplikace strukturních a biofyzikálních technik na enzymy, receptory a bakteriální transkripční systém.

Vedoucí laboratoře: Ing. Jan Dohnálek, Ph.D.

Ing. Jan Dohnálek, Ph.D.Vlastní stránky Laboratoře struktury a funkce biomolekul - https://sites.google.com/site/pragueprotein/

Funkce biologických makromolekul (proteinů, nukleových kyselin a komplexů) je úzce spojena s jejich prostorovou strukturou. V naší laboratoři určujeme 3D struktury těchto molekul, a to pomocí fyzikálních metod. Naším cílem je objasnit roli konkrétních makromolekul v jejich přirozeném prostředí, v buňce, tkáni a v organizmu. Proto 3D strukturu doplňujeme dalšími experimenty. Tam, kde je to možné, snažíme se o možné využití našich výsledků v biomedicíně či v biotechnologických aplikacích.

Cílové molekulární systémy

Zabýváme se vztahem struktury a funkce nových enzymů nebo enzymů, které se dají novým způsobem využít. Jsou to např. nukleázy nespecifické vzhledem k cukrům, oxidoreduktázy závislé na iontech kovů, oxidoreduktázy závislé na flavinu a proteázy. Většina projektů je cílena na možné aplikace (např. v potravinářském průmyslu, textilním průmyslu nebo při recyklaci odpadu), některé mají potenciál pro využití v lékařství. Spolupracujeme např. s dánskou firmou Novozymes A/S a s laboratoří Petry Lipovové z VŠCHT v Praze.

Dále jsme zapojeni ve výzkumu přirozených zabíječských buněk, zvláště jejich povrchových receptorů, a to ve spolupráci s Ondřejem Vaňkem z PřF Univerzity Karlovy. Studujeme strukturní vlastnosti těchto receptorů a zvláště způsob, jakým mezi sebou vytvářejí komplexy. Zaměřujeme se na receptory ze savčích imunitních systémů, jejichž porozumění je důležité pro léčbu rakoviny a virových infekcí.

Mechanismy bakteriální transkripce z hlediska vztahu struktura-funkce jsou předmětem naší spolupráce s Liborem Krásným (Mikrobiologický ústav AV ČR). Tyto výsledky mohou být využity v boji proti bakteriálním patogenům.

Používané metody

  • Rekombinantní produkce studovaných proteinů, jejich purifikace a charakterizace
  • Rtg. krystalografie, kryo-elektronová mikroskopie, maloúhlový rozptyl rtg. záření (SAXS)
  • Biofyzikální techniky
  • Spektroskopické metody

Pro krystalizaci biomolekul a měření rtg. difrakce využíváme vybavení Centra molekulární struktury v našem ústavu, zejména difraktometr D8 Venture s galiovým zdrojem rtg. záření (MetalJet). Pro měření SAXS experimentů využíváme další špičkové vybavení našeho ústavu: přístroj SAXSPoint 2.0 se zdrojem rtg. záření MetalJet a detektorem Eiger. Náročnější experimenty jsou prováděny na evropských zdrojích synchrotronového záření.

Vývoj nových metod, výuka a služby centra pro strukturní biologii

Věnujeme se též vývoji krystalografických metod (krystalizace, zpracování dat, řešení fázového problému, upřesňování struktur, validace modelů) a výuce na pražských univerzitách (zaměření na strukturní metody).

Od roku 2008 jsme se podíleli na návrhu Centra molekulární struktury BTÚ AV ČR v Biocevu. Od roku 2015 přispíváme k zajištění jeho financování, provozu, modernizaci a zapojení do České infrastruktury pro strukturní biologii a do evropské infrastruktury Instruct-ERIC.

Další informace:
https://sites.google.com/site/structuregallery/
https://sites.google.com/site/pragueprotein/