Strukturní biochemie a buněčná signalizace

Výzkum

Laboratoř strukturní biochemie a buněčné signalizace se skládá z multidisciplinárního týmu, jehož tematické zaměření je rozděleno do dvou hlavních směrů. Skupina strukturní biochemie produkuje proteiny pomocí technologií rekombinantní exprese a charakterizuje struktury proteinů, jejich interakce a dynamiku pomocí pokročilých technik hmotnostní spektrometrie. Jednotka buněčné signalizace zkoumá vazby buněčné signalizace na metabolismus rakovinných buněk pomocí biochemických a molekulárně biologických metod. Spoluprací obou skupin vzniká jedinečná výzkumná platforma, kde výsledky získané studiem živých systémů lze ověřit a vysvětlit na molekulární úrovni. Více informací na domovské stránce laboratoře.

Strukturní hmotnostní spektrometrie

Vývoj metod
Nová činidla pro kovalnentní značení proteinů a chemické sítění proteinů a nukleových kyselin
Kyselé proteasy jako nástroj pro štěpení proteinů
Automatizace HDX-MS a CX-MS postupů včetně vývoje SW nástrojů
Applikace strukturních MS technik na biotechnologicky a medicinálně zajímavé proteinové systémy se zaměřením na dynamické, membránové a silně modifikované proteiny a jejich komplexy

Imobilizace proteinů pomocí měkkého přistávání iontů (ambient ion landing)

Imunoafinitní povrchy pro klinickou diagnostiku
Biochemicky aktivní povrchy pro desorpční MS

Kontakt

Institute of Microbiology, CAS, v. v. i, Division BIOCEV

Průmyslová 595, 252 50 Vestec

tel: +420 325 873 610

e-mail: novakpe1@natur.cuni.cz

Lidé

Vedoucí skupiny: Petr Novák

Vědečtí pracovníci: Petr Man, Petr Pompach, Daniel Kavan

PhD studenti: Ljubina Adámková, Petra Darebná, Jan Fiala, František Filandr, Růžena Filandrová, Jana Galliková, Eliška Pospíšilová, Michal Rosůlek, Pavla Vaňková, Josef Dvořák, Zuzana Kalaninová

Mgr studenti: Veronika Kúdelová, Zuzana Matoušková

Bc studenti: Barbora Jirečková

Projekty

GA ČR, 22-27695S Expanding the analytical toolbox for structural mass spectrometry.

EU - E-Rare (ReCognitiON) Recognition and Validation of Druggable Targets from the Response to Cognitive Behaviour Therapy in Myotonic Dystrophy type 1 patients from Integrated -Omics Networks.

Publikace

2023

Shukla, S.; Komárek, J.; Nováková, Z.; Nedvědová, J.; Ustinova, K.; Vaňková, P.; Kádek, A.; Uetrecht, Ch.; Mertens, H.; Bařinka, C.; In-solution structure and oligomerization of human histone deacetylase 6 – an integrative approach. FEBS Journal, 2023, Roč. 290, č. 3, s.821-836. DOI: 10.1111/febs.16616

Alquezar Artieda, N.; Kužílková, D.; Roberts, J.; Hložková, K.; Pecinova, A.; Pecina, P.; Zwyrtková, M.; Potůčková, E.; Kavan, D.; Heřmanová, I.; Žaliová, M.; Novák, P.; Mracek, T.; Šrámková, L.; Tennant, DA.; Trka, J.; Starková, J.; Restored biosynthetic pathways induced by MSCs serve as rescue mechanism in leukemia cells after L-asparaginase therapy. Blood Advances, 2023, Roč. 7, č. 10, s.2228-2236. DOI: 10.1182/bloodadvances.2021006431

Dvořák, J.; Nováková, J.; Kraftová, L.; Heringová, V.; Matějovič, M.; Raděj, J.; Karvunidis, T.; Horák, J.; Královcová, M.; Hrabák, J.; Kalaninová, Z.; Volný, M.; Novák, P.; Pompach, P.; The rapid detection of procalcitonin in septic serum using immunoaffinity MALDI chips. Clinical Proteomics, 2023, Roč. 20, č. 1, DOI: 10.1186/s12014-023-09410-3

Heames, B.; Buchel, F.; Aubel, M.; Treťjačenko, V.; Loginov, D.; Novák, P.; Lange, A.; Bornberg-Bauer, E.; Hlouchová, K.; Experimental characterization of de novo proteins and their unevolved random-sequence counterparts. NATURE ECOLOGY & EVOLUTION, 2023, Roč. 7, č. 4, s.570-580. DOI: 10.1038/s41559-023-02010-2

Osičková, A.; Knoblochová, Š.; Bumba, L.; Man, P.; Kalaninová, Z.; Lepesheva, A.; Jurnečka, D.; Čížková, M.; Biedermannová, L.; Goldsmith, JA.; Maynard, JA.; McLellan, JS.; Osička, R.; Šebo, P.; Mašín, J.; A conserved tryptophan in the acylated segment of RTX toxins controls their β₂ integrin–independent cell penetration. Journal of Biological Chemistry, 2023, Roč. 299, č. 8, DOI: 10.1016/j.jbc.2023.104978

Polák, M.; Palasser, M.; Kádek, A.; Kavan, D.; Wootton, ChA.; Delsuc, M.; Breuker, K.; Novák, P.; van Agthoven, MA.; Top-Down Proteoform Analysis by 2D MS with Quadrupolar Detection. Analytical Chemistry, 2023, Roč. 95, č. 44, s.16123-16130. DOI: 10.1021/acs.analchem.3c02225

Zákopčaník, M.; Kavan, D.; Novák, P.; Loginov, DS.; Quantifying the Impact of the Peptide Identification Framework on the Results of Fast Photochemical Oxidation of Protein Analysis. Journal of Proteome Research, 2023, Roč. 23, č. 2, s.609-617. DOI: 10.1021/acs.jproteome.3c00390

Vermeire, P.; Lilina, AV.; Hashim, HM.; Dlabolová, L.; Fiala, J.; Beelen, S.; Kukačka, Z.; Harvey, JN.; Novák, P.; Strelkov, SV.; Molecular structure of soluble vimentin tetramers. Scientific Reports, 2023, Roč. 13, č. 1, DOI: 10.1038/s41598-023-34814-4

Bělonožníková, K.; Stefani Sladkovská, E.; Kavan, D.; Hýsková, V.; Hodek, P.; Šmíd, D.; Ryšlavá, H.; Effect of Agrimonia eupatoria L. and Origanum vulgare L. Leaf, Flower, Stem, and Root Extracts on the Survival of Pseudomonas aeruginosa. Molecules, 2023, Roč. 28, č. 3, DOI: 10.3390/molecules28031019

2022

Pacheco-Garcia, LJ.; Loginov, D.; Rizzuti, B.; Vaňková, P.; Neira, JL.; Kavan, D.; Mesa-Torres, N.; Guzzi, R.; Man, P.; Pey, AL.; A single evolutionarily divergent mutation determines the different FAD-binding affinities of human and rat NQO1 due to site-specific phosphorylation. FEBS Letters, 2022, Roč. 596, č. 1, s.29-41. DOI: 10.1002/1873-3468.14238

Giacobelli, VG.; Fujishima, K.; Lepšík, M.; Tretyachenko, V.; Kadavá, T.; Makarov, M.; Bednárová, L.; Novák, P.; Hlouchová, K.; In Vitro Evolution Reveals Noncationic Protein-RNA Interaction Mediated by Metal Ions. Molecular Biology and Evolution, 2022, Roč. 39, č. 3, s.nestránkováno. DOI: 10.1093/molbev/msac032

Pacheco-Garcia, JL.; Loginov, DS.; Anoz-Carbonell, E.; Vaňková, P.; Palomino-Morales, R.; Salido, E.; Man, P.; Medina, M.; Naganathan, AN.; Pey, AL.; Allosteric Communication in the Multifunctional and Redox NQO1 Protein Studied by Cavity-Making Mutations. Antioxidants [online], 2022, Roč. 11, č. 6, DOI: 10.3390/antiox11061110

Polák, M.; Yassaghi, G.; Kavan, D.; Filandr, F.; Fiala, J.; Kukačka, Z.; Halada, P.; Loginov, DS.; Novák, P.; Utilization of Fast Photochemical Oxidation of Proteins and Both Bottom-up and Top-down Mass Spectrometry for Structural Characterization of a Transcription Factor–dsDNA Complex. Analytical Chemistry, 2022, Roč. 94, č. 7, s.3203-3210. DOI: 10.1021/acs.analchem.1c04746

Melvin, E.; Kalaninová, Z.; Shlush, E.; Man, P.; Giladi, M.; Haitin, Y.; TTYH family members form tetrameric complexes at the cell membrane. Communications Biology [online], 2022, Roč. 5, č. 1, DOI: 10.1038/s42003-022-03862-3

Loginov, DS.; Fiala, J.; Brechlin, P.; Kruppa, G.; Novák, P.; Hydroxyl radical footprinting analysis of a human haptoglobin-hemoglobin complex. Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics, 2022, Roč. 1870, č. 2, DOI: 10.1016/j.bbapap.2021.140735

Yassaghi, G.; Kukačka, Z.; Fiala, J.; Kavan, D.; Halada, P.; Volný, M.; Novák, P.; Top-Down Detection of Oxidative Protein Footprinting by Collision-Induced Dissociation, Electron-Transfer Dissociation, and Electron-Capture Dissociation. Analytical Chemistry, 2022, Roč. 94, č. 28, s.9993-10002. DOI: 10.1021/acs.analchem.1c05476

2021

Loginov, DS.; Fiala, J.; Chmelík, J.; Brechlin, P.; Kruppa, G.; Novák, P.; Benefits of Ion Mobility Separation and Parallel Accumulation-Serial Fragmentation Technology on timsTOF Pro for the Needs of Fast Photochemical Oxidation of Protein Analysis. ACS Omega [online], 2021, Roč. 6, č. 15, s.10352-10361. DOI: 10.1021/acsomega.1c00732

Filandrová, R.; Vališ, K.; Černý, J.; Chmelík, J.; Slavata, L.; Fiala, J.; Rosůlek, M.; Kavan, D.; Man, P.; Chum, T.; Cebecauer, M.; Fabris, D.; Novák, P.; Motif orientation matters: Structural characterization of TEAD1 recognition of genomic DNA. Structure, 2021, Roč. 29, č. 4, s.345-356.e8. DOI: 10.1016/j.str.2020.11.018

Kukačka, Z.; Rosůlek, M.; Jelínek, J.; Slavata, L.; Kavan, D.; Novák, P.; LinX: A Software Tool for Uncommon Cross-Linking Chemistry. Journal of Proteome Research, 2021, Roč. 20, č. 4, s.2021-2027. DOI: 10.1021/acs.jproteome.0c00858

Fojtík, L.; Fiala, J.; Pompach, P.; Chmelík, J.; Matoušek, V.; Beier, P.; Kukačka, Z.; Novák, P.; Fast Fluoroalkylation of Proteins Uncovers the Structure and Dynamics of Biological Macromolecules. Journal of the American Chemical Society, 2021, Roč. 143, č. 49, s.20670-20679. DOI: 10.1021/jacs.1c07771

Felice, AKG.; Schuster, Ch.; Kádek, A.; Filandr, F.; Laurent, ChVFP.; Scheiblbrandner, S.; Schwaiger, L.; Schachinger, F.; Kracher, D.; Sygmund, Ch.; Man, P.; Halada, P.; Oostenbrink, Ch.; Ludwig, R.; Chimeric Cellobiose Dehydrogenases Reveal the Function of Cytochrome Domain Mobility for the Electron Transfer to Lytic Polysaccharide Monooxygenase. ACS Catalysis, 2021, Roč. 11, č. 2, s.517-532. DOI: 10.1021/acscatal.0c05294

Luis Pacheco-Garcia, J.; Anoz-Carbonell, E.; Vaňková, P.; Kannan, A.; Palomino-Morales, R.; Mesa-Torres, N.; Salido, E.; Man, P.; Medina, M.; Naganathan, AN.; Pey, AL.; Structural basis of the pleiotropic and specific phenotypic consequences of missense mutations in the multifunctional NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 and their pharmacological rescue. Redox Biology [online], 2021, Roč. 46, č. October 2021, s.nestránkováno. DOI: 10.1016/j.redox.2021.102112

Hýsková, V.; Bělonožníková, K.; Doričová, V.; Kavan, D.; Gillarová, S.; Henke, S.; Synková, H.; Ryšlavá, H.; Čeřovská, N.; Effects of heat treatment on metabolism of tobacco plants infected with Potato virus Y. Plant Biology, 2021, Roč. 23, č. S1, s.131-141. DOI: 10.1111/plb.13234

Hýsková, V.; Bělonožníková, K.; Šmeringaiová, I.; Kavan, D.; Ingr, M.; Ryšlavá, H.; How is the activity of shikimate dehydrogenase from the root of Petroselinum crispum (parsley) regulated and which side reactions are catalyzed?. Phytochemistry, 2021, Roč. 190, č. October 2021, s.nestránkováno. DOI: 10.1016/j.phytochem.2021.112881

2020

Fiala, J.; Kukačka, Z.; Novák, P.; Influence of cross-linker polarity on selectivity towards lysine side chains. Journal of Proteomics, 2020, Roč. 218, č. April, s.nestránkováno. DOI: 10.1016/j.jprot.2020.103716

Stalmans, G.; Lilina, AV.; Vermeire, P.; Fiala, J.; Novák, P.; Strelkov, SV.; Addressing the Molecular Mechanism of Longitudinal Lamin Assembly Using Chimeric Fusions. Cells [online], 2020, Roč. 9, č. 7, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/cells9071633

Filandr, F.; Kavan, D.; Kracher, D.; Laurent, ChVFP.; Ludwig, R.; Man, P.; Halada, P.; Structural Dynamics of Lytic Polysaccharide Monooxygenase during Catalysis. Biomolecules, 2020, Roč. 10, č. 2, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/biom10020242

Filandr, F.; Man, P.; Halada, P.; Chang, H.; Ludwig, R.; Kracher, D.; The H2O2-dependent activity of a fungal lytic polysaccharide monooxygenase investigated with a turbidimetric assay. Biotechnology for Biofuels [online], 2020, Roč. 13, č. 1, s.nestránkováno. DOI: 10.1186/s13068-020-01673-4

Ferofontov, A.; Vaňková, P.; Man, P.; Giladi, M.; Haitin, Y.; Conserved cysteine dioxidation enhances membrane interaction of human Cl(-) intracellular channel 5. The FASEB Journal, 2020, Roč. 34, č. 8, s.9925-9940. DOI: 10.1096/fj.202000399R

Trčka, F.; Ďurech, M.; Vaňková, P.; Vandová, V.; Šimončík, O.; Kavan, D.; Vojtěšek, B.; Müller, P.; Man, P.; The interaction of the mitochondrial protein importer TOMM34 with HSP70 is regulated by TOMM34 phosphorylation and binding to 14-3-3 adaptors. Journal of Biological Chemistry, 2020, Roč. 295, č. 27, s.8928-8944. DOI: 10.1074/jbc.RA120.012624

Zeman, J.; Itoh, Y.; Kukačka, Z.; Rosůlek, M.; Kavan, D.; Kouba, T.; Jansen, ME.; Mohammad, MP.; Novák, P.; Valášek, LS.; Binding of eIF3 in complex with eIF5 and eIF1 to the 40S ribosomal subunit is accompanied by dramatic structural changes. Nucleic Acids Research, 2020, Roč. 47, č. 15, s.8282-8300. DOI: 10.1093/nar/gkz570

Vandová, V.; Vaňková, P.; Ďurech, M.; Houser, J.; Kavan, D.; Man, P.; Müller, P.; Trčka, F.; HSPA1A conformational mutants reveal a conserved structural unit in Hsp70 proteins. Biochimica et Biophysica Acta - General Subjects, 2020, Roč. 1864, č. 1, s.nestránkováno. DOI: 10.1016/j.bbagen.2019.129458

Bar-El Lisnyansky, M.; Vaňková, P.; Yeheskel, A.; Simhaev, L.; Engel, H.; Man, P.; Haitin, Y.; Giladi, M.; Structural basis of heterotetrameric assembly and disease mutations in the human cis-prenyltransferase complex. Nature Communications [online], 2020, Roč. 11, č. 1, s.nestránkováno. DOI: 10.1038/s41467-020-18970-z

2019

Trčka, F.; Ďurech, M.; Vaňková, P.; Chmelík, J.; Martinková, V.; Hausner, J.; Kádek, A.; Marcoux, J.; Klumpler, T.; Vojtěšek, B.; Müller, P.; Man, P.; Human Stress-inducible Hsp70 Has a High Propensity to Form ATP-dependent Antiparallel Dimers That Are Differentially Regulated by Cochaperone Binding. Molecular and Cellular Proteomics, 2019, Roč. 18, č. 2, s.320-337. DOI: 10.1074/mcp.RA118.001044

Hernychová, L.; Rosůlek, M.; Kádek, A.; Mareška, V.; Chmelík, J.; Adámková, L.; Grobárová, V.; Šebesta, O.; Kukačka, Z.; Skála, K.; Spiwok, V.; Černý, J.; Novák, P.; The C-type lectin-like receptor Nkrp1b: Structural proteomics reveals features affecting protein conformation and interactions. Journal of Proteomics, 2019, Roč. 196, č. March 2019, s.162-172. DOI: 10.1016/j.jprot.2018.11.007

Adámková, L.; Kvíčalová, Z.; Rozbeský, D.; Kukačka, Z.; Adámek, D.; Cebecauer, M.; Novák, P.; Oligomeric Architecture of Mouse Activating Nkrp1 Receptors on Living Cells. International Journal of Molecular Sciences, 2019, Roč. 20, č. 8, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/ijms20081884

Slavata, L.; Chmelík, J.; Kavan, D.; Filandrová, R.; Fiala, J.; Rosůlek, M.; Mrázek, H.; Kukačka, Z.; Vališ, K.; Man, P.; Miller, M.; McIntyre, W.; Fabris, D.; Novák, P.; MS-Based Approaches Enable the Structural Characterization of Transcription Factor/DNA Response Element Complex. Biomolecules, 2019, Roč. 9, č. 10, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/biom9100535

Man, P.; Fábry, M.; Sieglová, I.; Kavan, D.; Novák, P.; Hnízda, A.; Thiopurine intolerance-causing mutations in NUDT15 induce temperature-dependent destabilization of the catalytic site. Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics, 2019, Roč. 1867, č. 4, s.376-381. DOI: 10.1016/j.bbapap.2019.01.006

Möller, IR.; Slivacka, M.; Hausner, J.; Nielsen, AK.; Pospíšilová, E.; Merkle, PS.; Lišková, R.; Polák, M.; Loland, CJ.; Kádek, A.; Man, P.; Rand, KD.; Improving the Sequence Coverage of Integral Membrane Proteins during Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry Experiments. Analytical Chemistry, 2019, Roč. 91, č. 17, s.10970-10978. DOI: 10.1021/acs.analchem.9b00973

Rosůlek, M.; Darebná, P.; Pompach, P.; Slavata, L.; Novák, P.; Proteases Immobilization for In Situ Time-Limited Proteolysis on MALDI Chips. Catalysts [online], 2019, Roč. 9, č. 10, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/catal9100833

Vaňková, P.; Salido, E.; Timson, DJ.; Man, P.; Pey, AL.; A Dynamic Core in Human NQO1 Controls the Functional and Stability Effects of Ligand Binding and Their Communication across the Enzyme Dimer. Biomolecules, 2019, Roč. 9, č. 11, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/biom9110728

Nováková, J.; Talacko, P.; Novák, P.; Vališ, K.; The MEK-ERK-MST1 Axis Potentiates the Activation of the Extrinsic Apoptotic Pathway during GDC-0941 Treatment in Jurkat T Cells. Cells [online], 2019, Roč. 8, č. 2, s.nestránkováno. DOI: 10.3390/cells8020191

Spolupráce

Yoni Haitin and Moshe Giladi - Tel Aviv University, Israel

Daniel Khananshvili,Tel Aviv University, Israel

Charlotte Uetrecht, Centre for Structural Systems Biology, Hamburg, Germany

Petr Beier, Institute of Organic Chemistry and Biochemistry, Prague, Czech Republic

Angel L. Pey, University of Granada, Spain

Daniele Fabris, University of Connecticut, Storrs, Connecticut, U.S.A.

Alice Sosic, University of Padova, Italy

Athi N. Naganathan, Indian Institute of Technology Madras, India

Výuka

Biochemické praktikum I – MC250C42N

Biochemické praktikum – MC250C31N

Biochemické praktikum pro CHŽP – MC250C30

Moderní metody výzkumu proteinů – MC250P21

Molekulární biologie a genetika I – MC250P15

Molekulární techniky – MC250P45

Proteomika a metody studia primární struktury biopolymerů – MC250P60N

Využití počítačů pro prezentace – MC250P07A