Exprese izoforem těžkého řetězce myozinu v srdci a jejich elektroforetická separace

Mgr. Romana Ševčíková

Bakalářská práce

Myosin heavy chain isoforms expression in heart and their electrophoretic separation

Anotace:

V srdci savců jsou exprimovány dvě izoformy těžkého řetězce myozinu – alfa (MHC alfa) a beta (MHC-beta). Jejich poměrná exprese koreluje s frekvencí kontrakce srdce. MHC-alfa je označován jako rychlý myozin s vyšší ATPázovou aktivitou, MHC-beta je označován jako pomalý myozin. Během vývoje a při některých patofyziologických stavech srdce se poměr MHC-alfa/MHC-beta mění. Kvantifikace izoforem je důležitým nástrojem při studiu vývoje srdce a pochopení mechanismů srdečního selhání. Kvůli podobné velikosti proteinů je elektroforetická separace izoforem v jednorozměrném systému poměrně obtížná. Cílem mé práce bylo optimalizovat elektroforetické metody pro separaci izoforem MHC, které jsou přítomny v embryonálních a dospělých myších srdcích a u in vitro diferencovaných kardiomyocytů. Standardní SDS-PAGE se potvrdila jako nedostatečná pro separaci MHC-alfa a MHC beta izoforem. Další použitou metodou byla modifikovaná SDS-PAGE spočívající v odlišném složení gelů a pufrů, která se ukázala jako vhodná pro separaci izoforem MHC. Získané výsledky o přítomnosti různých izoforem MHC byly porovnány s literaturou. Exprese na úrovni proteinů byla porovnána s expresí na úrovni mRNA a byla nalezena korelace. Závěrem lze shrnout, že pro stanovení zastoupení jednotlivých izoforem MHC-alfa a MHC-beta ve vzorcích srdeční tkáně je vhodná modifikovaná SDS-PAGE.

Abstract:

In the mammalian heart two myosin heavy chain isoforms are expressed – alpha (MHC-alpha) and beta (MHC-beta). Their distribution is correlated to frequency of cardiac contraction. MHC-alpha is known as the fast myosin with higher ATPase activity, MHC-beta is known as the slow myosin. During development and in different pathophysiological conditions of the heart, the ratio of MHC-alpha/MHC-beta changes. Quantification of the isoforms is an important tool in the heart development studies and understanding of the mechanisms of heart failure. Because of similar protein size electrophoretic separation of isoforms in a one-dimensional system is relatively difficult. The aim of this bachelor's thesis was the optimization of electrophoretic methods for the separation of MHC isoforms, which are present in fetal and adult mouse heart and in vitro differentiated cardiomyocytes. Standard SDS-PAGE was proven to be insufficient for the separation of MHC-alpha and MHC-beta isoforms. Next method used has been the modified SDS-PAGE with a different composition of gels and buffers, which has been shown to be suitable for separation of MHC isoforms. The last chosen approach has been the two-dimensional electrophoresis, however it has not been successfully optimized for the separation of MHC isoforms in this work. The results about the presence of different MHC isoforms were compared with the literature. The expression at the protein level has been compared with the expression on the level of mRNA and a correlation has been found. In conclusion, for the determination of the presence of MHC-alpha and MHC-beta isoforms in samples of cardiac tissue the modified SDS-PAGE is a suitable approach.

Klíčová slova

těžké řetězce myozinu, izoforma, izoenzym, srdce, elektroforéza v polyakrylamidovém gelu v přítomnosti dodecylsíranu sodného, dvourozměrná elektroforéza

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 17. 6. 2014
• Vedoucí: Mgr. Lucia Binó, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie