Vedoucí výzkumného programu: prof. Mgr. Marek Šebela, Dr. a řešitelské pracoviště
Výzkumný program Proteinová biochemie a proteomika zahrnuje čtyři základní směry výzkumné činnosti, které vycházejí z nového přístrojového vybavení Centra a zavedených metodických postupů. Výzkum v oblasti studia proteomů z rostlinných organel, parazitických hub a oomycet bude využívat zejména instrumentaci pro hmotnostní spektrometrii. O většině proteinů buněčného jádra rostlin, jejichž role je spojena s funkcí DNA, jsou k dispozici jen omezené informace. Pro hledání a charakterizaci nových rostlinných jaderných proteinů a jejich potenciálních interaktorů budou využity multidisciplinární přístupy včetně proteomiky, biochemie a buněčné biologie. Plánovaný výzkum hub a oomycet bude zahrnovat profilování povrchových proteinů a jejich identifikaci pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI. To by mělo vést k objevu proteinových biomarkerů, které by mohly sloužit pro včasnou diagnostiku infekce kulturních rostlin. Výzkum v oblasti strukturní biologie bude zaměřený na strukturně-funkční analýzy rostlinných nukleosidhydrolas, které katalyzují štěpení N-glykosidových vazeb v nukleosidech. Předpokládá se, že se tyto enzymy podílejí na metabolismu bazí nukleových kyselin a cytokininů. Dalším předmětem zájmu jsou rostlinné aldehyddehydrogenasy působící na aldehydové substráty. Hlavní zájem spočívá ve vyřešení krystalových struktur, pochopení procesů katalýzy a analýze expresních profilů kódujících genů. Výzkum v oblasti fytochemie bude zaměřen na rostlinné hormony z oblasti aromatických cytokininů. Experimenty s metabolizací radioaktivně značených prekurzorů a hypotetických intermediátů následované imunoafinitní extrakcí, kapalinovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií mohou odhalit biosyntetické dráhy těchto cytokininů. Dále budou analyzovány histidinkinasy z topolu, a to s použitím několika přístupů zahrnujících klonování, expresi a výpočetní chemii. Výzkum v oblasti rostlinné proteomiky se bude zabývat problematikou afinitní purifikace proteinů spadající do chemické proteomiky s imobilizovanými deriváty rostlinných hormonů a jejich analogů a vývojem analytických metod pro studium fosforylace proteinů vyvolávané vybranými fytohormony. Počáteční experimenty v chemické proteomice se budou týkat imobilizace ligandů odvozených od enzymových inhibitorů. K nalezení specifických proteinových interaktorů budou proteinové extrakty rostlinného původu zkoumány pomocí separace na afinitních sorbentech, dále budou rozděleny frakční elucí a nakonec podrobeny proteomické analýze. Fosforylace proteinů v rostlinách bude studována pomocí zavedených protokolů izolace, identifikace a kvantifikace proteinů a peptidů.
