Projekti / Programi
Biokemija izoprenidov in signaliziranje pri halofilnih in mezofilnih glivah
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P004 |
Naravoslovno-matematične vede |
Biokemija, presnova |
| P340 |
Naravoslovno-matematične vede |
Lipidi, steroidi, membrane |
| P310 |
Naravoslovno-matematične vede |
Beljakovine, encimologija |
| P320 |
Naravoslovno-matematične vede |
Nukleinske kisline, sinteza beljakovin |
halofilne kvasovke, filamentozne glive, izoprenoidi (steroidi in kinoni), 17beta HSD in evolucija, HMGCoA reduktaza, hiperosmolarnost in MAP kinazni sistem
Raziskovalci (8)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
20346 |
dr. Matjaž Barborič |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
22 |
| 2. |
11699 |
dr. Tea Lanišnik Rižner |
Metabolne in hormonske motnje |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
574 |
| 3. |
18845 |
Milena Marušič |
|
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
0 |
| 4. |
21493 |
dr. Maja Matis |
Nevrobiologija |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
32 |
| 5. |
20653 |
dr. Uroš Petrovič |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2001 - 2002 |
292 |
| 6. |
06777 |
dr. Ana Plemenitaš |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2001 - 2003 |
379 |
| 7. |
18510 |
dr. Martina Turk |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
192 |
| 8. |
03082 |
dr. Marija Žakelj-Mavrič |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
117 |
Organizacije (1)
Povzetek
V okviru programske skupine se že vrsto let ukvarjamo s študijem uravnavanja biosinteze izoprenoidov v širšem in steroidogeneze v ožjem smislu tako pri sesalcih kot pri evkariotskih mikroorganizmih, konkretno pri filamentoznih glivah. V bodoče želimo te raziskave razširiti še na področje halofilnih gliv kvasovk, ki so bile šele pred kratkim izolirane iz Sečoveljskih solin in opisane kot eni prvih primerov halofilnih evkariotskih mikroorganizmov nasploh. Ti mikroorganizmi so zanimivi zaradi proučevanja procesov, ki potekajo v celici pri ekstremnih pogojih okolja, v katerem se nahajajo. Raziskave v okviru programske skupine bodo potekale v dveh smereh:1. Na molekulski ravni bomo študirali mehanizme, ki na nivoju uravnavanja aktivnosti glavnega regulatornega encima biosinteze sterolov hidroksimetilglutaril koencim A reduktaze (HMGCoA reduktaze) celicam halofilnih kvasovk omogočajo adaptacijo na visoke koncentracije soli kot stresnega signala. Ena od prilagoditev halofilnih mikroorganizmov na povišano slanost in osmolarnost okolja je sprememba v sestavi in vsebnosti sterolov v plazmalemi, zato bomo poskušali ugotoviti, kako se sprememba v aktivnosti HMGCoA reduktaze kot posledica odziva na povišano slanost manifestira v spremembi sestave membranskih sterolov oz.izoprenoidov v širšem smislu. Nekateri proteini, ki so vključeni v odgovor celice na povišano slanost oz.osmolarnost kot stresni signal so izoprenilirani in je tako prenos signala povezan tudi z regulatornimi mehanizmi biosinteze izoprenoidov. Pri našem delu bomo skušali ugotoviti, kako se spremembe v biosintezi izoprenoidov manifestirajo v prenosu signala in poskušali identificirati tarčne proteine MAP kinazne kaskade, ki so vključeni v odziv na spremembe v osmolarnosti pri halofilnih kvasovkah, ter jih primerjati z znanimi tarčnimi proteini te signalne poti pri pekovski kvasovki Saccharomyces cerevisiae kot sta SLN1 in HOG1. 2.Študirali bomo tudi procese, vključene v metabolizem steroidov (izoprenoidov) pri evkariotskih mikrooganizmih na postskvalenski ravni. Posebno pozornost bomo posvetili 17beta-hidroksisteroidni dehidrogenazi (17b-HSD), poznani po pomembni vlogi v steroidnem metabolizmu sesalcev. 17b-HSD je prisotna tudi pri filamentoznih glivah, njeno razširjenost pa bomo raziskali še pri mezofilnih in halofilnih kvasovkah. Predstavnike 17b-HSD bomo izolirali in okarakterizirali, jih klonirali in poskušali ugotoviti fiziološko vlogo 17b-HSD pri preiskovanih mikroorganizmih. Preverili bomo, ali poteka prilagoditev halofilnih kvasovk na stresne pogoje tudi na ravni 17b-HSD. Ker imajo nekatere oksidoreduktaze, vključene v b-oksidacijo maščobnih kislin pri kvasovkah homologijo s sesalsko HSD tipa IV, so s stališča evolucije zanimive tudi za nas.Tako bomo pri predstavniku filamentozne glive Pleurotus ostreatus okarakterizirali b-hidroksibutiril CoA dehidrogenazo,domnevno vključeno v metabolizem maščobnih kislin pri tej glivi in jo v smislu homologije primerjali s 17b-HSD.
Pomen za razvoj znanosti
Predlagani program med drugim odpira tudi vprašanje odzivnosti HMGCoA reduktaze na ekstremne pogoje, konkretno na močno povišano osmolarnost in poznavanje teh mehanizmov lahko doprinese k razumevanju procesov, ki so vključeni v adaptacijo nekega organizma na ekstremne pogoje. Potencialno so ekstremofilni organizmi zanimivi tudi kot producenti posebnih sekundarnih metabolitov. Iz literature je poznan sekundarni metabolit morske glive, ki je izoprenoidne narave in kaže antiproliferativno in antibiotično aktivnost.Poznavanje uravnavanja aktivnosti HMGCoA reduktaze kot glavnega encima biosinteze izoprenoidov je tako pomembno tudi z vidika biosinteze potencialno uporabnih sekundarnih metabolitov halofilnih kvasovk.17b-HSD so pri sesalcih vključene v uravnavanje koncentracije biološko aktivnih steroidov v celicah tarčnih tkiv. Naše dosedanje raziskave so pokazale, da v filamentozni glivi Cochliobolus lunatus že obstajajo določene komponente steroidnega hormonskega signalnega sistema, zato menimo, da je študij 17b-HSD pri evkariotskih mikroorganizmih pomemben s stališča študija evolucije HSD in delovanja steroidnih hormonov.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave, ki jih predlagamo v okviru raziskovalnega programa bodo v veliki meri potekale na halofilnih črnih kvasovkah, ki so bile izolirane v Sloveniji in predstavljajo skupino prvih predstavnikov evkariotskih halofilnih mikroorganizmov nasploh in to v mednarodnem merilu. Poznavanje nekaterih vidikov molekulskih mehanizmov, ki omogočajo celicam, da se adaptirajo na ekstremno visoke koncentracije soli, kot je to primer na področju solin v Sečovljah, ima lahko torej nek poseben pomen tudi za Slovenijo. Program pa tudi odpira možnosti sodelovanja na mednarodni ravni, saj najdemo študije na področju biokemije, molekularne biologije in biotehnologije pri ekstremofilnih evkariotskih mikroorganizmih, kamor sodijo tudi halofilne kvasovke, na prednostnih listah mnogih raziskav, ki jih financirajo različne fondacije v okviru Evropske skupnosti. Halofilne kvasovke so med drugim zanimive tudi zaradi produkcije posebnih, biotehnološko zanimivih izoprenoidnih sekundarnih metabolitov, zato je poznavanje mehanizmov uravnavanja HMGCoA reduktaze kot glavnega regulatornega encima biosinteze vseh izoprenoidov lahko zanimivo tudi z aplikativnega vidika.17b-HSD pri sesalcih uravnavajo rast hormonsko odvisnih rakastih tkiv prostate in dojk, zato obstaja potreba po razvoju izoencimsko specifičnih 17b-HSD inhibitorjev. Glivne HSD bi v tem smislu lahko služile kot modelni sistem za razvoj metod , ki omogočajo študij interakcije med encimom in inhibitorjem.Predlagani program je tako potencialno zanimiv z biotehnološkega in farmakološkega vidika.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
