Supervisor: Mgr. Michaela Fencková, PhD

Co-supervisor: Prof. Ivana Kutá Smatanová, Mgr. Petra Havlíčková

Single gene mutations represent the leading cause of intellectual disability (ID) and autism spectrum disorder (ASD). Missense variants that result in change of one amino acid (AA) in the protein sequence, contribute to disease risk to a similar or even greater degree than likely gene-disruptive mutations but their effect on protein structure and function is not known.

In this project, the student will use PyMOL molecular visualization and modeling system to introduce ~ 50 recurrent ID/ASD missense variants into high-resolution crystal structures of 10 proteins from RCSB Protein Data Bank and determine whether they affect folding and stability of the protein, its interaction with other proteins and molecules or alter the protein function. The results will lay down the basis for functional characterization of the underlying molecular and cognitive mechanisms in vitro and in our pre-clinical Drosophila model. If the student is motivated, he/she may be involved in initiation of these studies.

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. & This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (with the help of the Austro-Czech RERI-uasb NMR Center, JKU, Linz)

Role karotenoidů v ochraně fotosyntetických proteinů před tripletními stavy chlorofylu / The role of carotenoids in protection of photosynthetic proteins from chlorophyll triplet states

Molekuly chlorofylu jsou v autotrofních organismech vždy asociovány s karotenoidy. Funkcí fotosyntetických karotenoidů je jak rozšíření spektrálního okna pro sběr energie tak i ochrana organismu před kyslíkovými radikály, které jsou jinak nechráněným chlorofylem účinně generovány. Vlastnosti této ochranné funkce nejsou zřejmé zejména v případě systémů s 'nestandardními' karotenoidy jako mají některé eukaryotní řasy. V práci budou studovány jak přírodní komplexy, tak syntetické modelové systémy.

Struktura pigment-proteinových komplexů fotosyntetických membrán a jejich funkce / Structure of pigment-protein complexes of photosynthetic membranes and their function

Světlosběrné komplexy jsou pravděpodobně nejdynamičtější součástí fotosyntetických membrán. Pigmenty pro sběr světelné energie jsou drženy proteinovou kostrou v přesných polohách a ve vysoké hustotě (až 0.5 M). Ačkoliv chybné postavení pigmentů může být pro fotosyntetický organismus smrtící, existuje mnoho variant kombinací druhů chlorofylů i karotenoidů. Klíčovou roli ve funkci výsledného komplexu má pak právě proteinový skelet, který lze zkoumat z bioinformatického nebo biochemického pohledu. Zaměřením práce může být jak teoretická analýza vlastností proteinů a srovnání s experimentem tak i sledování dynamiky fotosyntetické membrány v krátkém ( minuty) či dlouhém (dny a týdny) časovém horizontu.