Mechanizmy podílející se na aktivaci sodíkového transportu TIP peptidem odvozeným z faktoru nádorové nekrózy

Mgr. Alexander DULEBO

Doctoral thesis

Mechanisms involved in sodium uptake activation by the Tumor Necrosis Factor-derived TIP peptide

Abstract:

The Tumor Necrosis Factor derived-TIP peptide is a small 17 amino acids cyclic peptide with lectin-like activity, that possesses several therapeutically relevant biological activities, among which is activation of alveolar liquid clearance in both healthy and injured lungs in vivo. Accumulation of fluid in the lungs? alveoli and interstitial spaces is a life-threatening condition called pulmonary edema. The mortality rate due permeability pulmonary edema, accompanied by a dysfunction of the alveolar/capillary barrier, is high because no effective treatment lacking side effects exists nowadays. It is known that the TIP peptide is able to activate vectorial Na+ transport ? which mediates lung liquid clearance. However, the mechanism of action of remains elusive. The aim of this thesis was to investigate the initial steps of interaction between the TIP peptide and airway epithelial cells. Numerous novel methods and single-molecule techniques were used to unravel: (i) how the TIP peptide interacts with the molecules on the apical side of the lung epithelial cells; (ii) whether the TIP peptide need to be internalized inside of the cells to trigger its effects; (iii) the nature of the interaction between the TIP peptide and its putative receptor(s); (iv) the putative receptor(s) for the TIP peptide on the apical surface of the lung epithelial cells.

Abstract:

Cyklický TIP peptid s lektínovou je odvozený ze 17 aminokyselin tumor nekrozního faktoru. Při aktivaci vstřebáváni vody ve zdravých a poškozených plicích in vivo hraje významnou medicínsky využitelnou úlohu. Zadržování kapaliny v plicních sklípcích a intersticiálních prostorech je život ohrožující stav zvaný plicní edém. V současné době je vysoká úmrtnost v důsledku plicního edému spojeného s fyziologickou disfunkcí kapilárně alveolární bariéry způsobována především neexistencí účinných léčiv bez vedlejších účinků. Je známo, že TIP peptid je schopen aktivovat transepiteliální transport sodíkových iontů, jenž je primárním procesem vedoucím k odstranění vody z plic. Bohužel, o mechanizmu účinku TIP peptidu není mnoho známo. Cílem této práce bylo zkoumat primární interakci TIP peptidu s plicními epiteliálními buňkami. S použitím široké škály nových metod a přístupů na úrovni jednotlivých molekul jsem zjišťoval (i) jak interaguje TIP peptid s molekulami na apikální straně plicních epiteliálních buněk? (ii) zda je pro aktivaci odstranění plicního edému TIP peptidem nezbytný jeho transport dovnitř epiteliálních buněk? (iii) jaká je povaha interakce TIP peptidu a jeho neznámého receptoru? (iv) jaká molekula slouží jako receptor pro TIP peptid?

Keywords

molekulární docking, molekulárně dynamické simulace, oligosacharidy, plicní edém, TIP peptid, faktor nádorové nekrózy, epiteliální sodíkové kanály, silová spektroskopie, mikroskopie atomárních sil

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 12. 2011

Accessible from:: 8. 12. 2011

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. David Kaftan, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Institute of Physical Biology

Doctoral programme / field:
Biophysics / Biophysics