Glykobiochemie
Vedoucí: prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D.
Vědecké zaměření
Sacharidy jsou pro život nezbytné a kromě své tradiční role strukturních a energetických zásobních složek fungují také jako důležité informační molekuly s obrovskou kódovací kapacitou. To je dáno jejich stabilitou a stereochemickou rozmanitostí glykosidických vazeb spojujících jednotlivé cukerné jednotky. Jako takové hrají sacharidy klíčovou roli v rozpoznávacích dějích na molekulární i buněčné úrovni. Specifické rozpoznávání glykokonjugátů je důležité v biologických systémech a podílí se na mnoha fyziologických (buněčná signalizace, buněčná diferenciace, morfogeneze, zánětlivá odpověď) i patofyziologických procesech (kancerogeneze, interakce mezi hostitelem a patogenem).
Výzkum je zaměřen na strukturně-funkční studium proteinů, které se podílejí na syntéze oligosacharidů (glykosyltransferázy) a specifickém rozpoznávání sacharidů (lektiny). Důraz je kladen na proteiny obligátních a oportunních patogenů, které souvisejí s virulencí/patogenitou organismu, a na hledání nových lektinů se zajímavou specifitou vazby cukrů nebo biologickými vlastnostmi.
Pro studium lektinů a glykosyltransferáz se používá multidisciplinární přístup. Nové proteinové cíle jsou identifikovány pomocí bioinformatických nástrojů a připraveny v rekombinantní formě pomocí přístupů molekulární biologie. Biofyzikální techniky (ITC, SPR, MST) a rentgenová krystalografie s vysokým rozlišením se používají k rozluštění termodynamických a strukturních základů vazby sacharidů. Taková korelace struktury a funkce interakce proteinu a sacharidů tvoří základ pro racionální návrh léčiv na bázi sacharidů zaměřených proti adhezi a virulenci.
Výzkumné oblasti
- Proteiny vázající sacharidy, které se podílejí na interakcích mezi hostitelem a patogenem a symbiotických interakcích
- Lektiny využité jako nástroje pro glykoprofilování buněk a detekci glykosylačních změn spojených s různými fyziologickými/patologickými stavy
- Proteinové inženýrství lektinů
- Lidské glykosyltransferázy a jejich úloha v karcinogenezi
- Glykosyltransferázy účastnící se syntézy buněčné stěny mykobakterií
- Biomolekulární interakce
Hlavní cíle
- Výzkum struktury lektinů a glykosyltransferáz, jejich interakcí se sacharidy a jejich vztahu k funkcím živých systémů, nemocem a terapii.
- Studium terapeutických aspektů rozpoznávání a adhezních jevů v interakcích mezi hostitelem a patogenem a v symbiózách. Testování nových léčiv na bázi sacharidů zaměřených proti adhezi a virulenci patogenu.
