V současné době dochází v porovnání s předešlými lety ke znatelným úbytkům populací včely medonosné (Apis mellifera) z neznámých důvodů. Biologicky aktivní peptidy jsou molekuly se značným fyziologickým účinkem u všech živých organismů. U hmyzu zprostředkovávají obrannou a imunitní odpověď jedince na stresory z okolí. Tato práce je věnována studiu těchto molekul v těle včely medonosné a mechanismu jejich působení se specifickým zaměřením na dvě velké skupiny bioaktivních peptidů: antimikrobiální peptidy a hmyzí peptidové hormony. Antimikrobiální peptid apidaecin I složený z peptidického řetězce 18 aminokyselin s typickými strukturními rysy (např. vyšší obsah prolinu) je cílen především vůči Gram-negativním bakteriím. Adipokinetický hormon včel složený z řetězce 9 aminokyselin aktivuje, mobilizuje a degraduje lipidy uložené v jejich tukovém tělese v reakci na vnější stresové podmínky. Součástí práce jsou také vypracované teoretické protokoly s navrženým postupem izolace, purifikace a detekce s kvantifikací těchto peptidů pomocí vhodných metod.
Annotation in English
It was recently found, that the honeybee (Apis mellifera) population has been, in contrast to previous years, decreasing from unknown reasons. Biologically active peptides are molecules known for their considerable physiological impact on all living organisms. In case of insect organisms, they are main mediators of defense and immune response in relation with external stressors. The aim of this thesis is to study these molecules in honeybee´s body and their mechanism of action with specific focusing on two big groups of bioactive peptides: antimicrobial peptides and insect peptide hormones. Antimicrobial peptide apidaecin I composed from peptide chain of 18 amino acids with typical structural features (e.g. high proline content) is aimed mainly against Gram-negative bacteria. Honeybee´s adipokinetic hormone composed from 9 amino acids activates, mobilises and degrades lipids stored in their fat body depending on external stress conditions. Part of the thesis are also elaborated theoretical protocols with suggested workflow of isolation, purification and detection with quantification of these peptides via suitable methods.
Keywords
Biologicky aktivní peptidy, antimikrobiální peptidy, hmyzí peptidové hormony, včela medonosná (Apis mellifera), optimalizace, izolace, purifikace a kvantifikace peptidů.
Keywords in English
Biologically active peptides, antimicrobial peptides, insect peptide hormones, honeybee (Apis mellifera), optimalisation, isolation, purification and quantification.
Length of the covering note
83 s. (175 381 znaků).
Language
CZ
Annotation
V současné době dochází v porovnání s předešlými lety ke znatelným úbytkům populací včely medonosné (Apis mellifera) z neznámých důvodů. Biologicky aktivní peptidy jsou molekuly se značným fyziologickým účinkem u všech živých organismů. U hmyzu zprostředkovávají obrannou a imunitní odpověď jedince na stresory z okolí. Tato práce je věnována studiu těchto molekul v těle včely medonosné a mechanismu jejich působení se specifickým zaměřením na dvě velké skupiny bioaktivních peptidů: antimikrobiální peptidy a hmyzí peptidové hormony. Antimikrobiální peptid apidaecin I složený z peptidického řetězce 18 aminokyselin s typickými strukturními rysy (např. vyšší obsah prolinu) je cílen především vůči Gram-negativním bakteriím. Adipokinetický hormon včel složený z řetězce 9 aminokyselin aktivuje, mobilizuje a degraduje lipidy uložené v jejich tukovém tělese v reakci na vnější stresové podmínky. Součástí práce jsou také vypracované teoretické protokoly s navrženým postupem izolace, purifikace a detekce s kvantifikací těchto peptidů pomocí vhodných metod.
Annotation in English
It was recently found, that the honeybee (Apis mellifera) population has been, in contrast to previous years, decreasing from unknown reasons. Biologically active peptides are molecules known for their considerable physiological impact on all living organisms. In case of insect organisms, they are main mediators of defense and immune response in relation with external stressors. The aim of this thesis is to study these molecules in honeybee´s body and their mechanism of action with specific focusing on two big groups of bioactive peptides: antimicrobial peptides and insect peptide hormones. Antimicrobial peptide apidaecin I composed from peptide chain of 18 amino acids with typical structural features (e.g. high proline content) is aimed mainly against Gram-negative bacteria. Honeybee´s adipokinetic hormone composed from 9 amino acids activates, mobilises and degrades lipids stored in their fat body depending on external stress conditions. Part of the thesis are also elaborated theoretical protocols with suggested workflow of isolation, purification and detection with quantification of these peptides via suitable methods.
Keywords
Biologicky aktivní peptidy, antimikrobiální peptidy, hmyzí peptidové hormony, včela medonosná (Apis mellifera), optimalizace, izolace, purifikace a kvantifikace peptidů.
Keywords in English
Biologically active peptides, antimicrobial peptides, insect peptide hormones, honeybee (Apis mellifera), optimalisation, isolation, purification and quantification.
Research Plan
zpracování literární rešerše o vybraných skupinách biologicky aktivních peptidů včel, jejich významu a účincích
zpracování a sepsání poznatků o postupu zpracování, izolace a purifikace peptidů a proteinů s následnou chromatografickou separací a MS detekcí
vypracování protokolu teoretického postupu při optimalizaci izolace, chromatografické separace a detekce pomocí hmotnostní spektrometrie vybraných biologicky aktivních peptidů
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Vzhledem k aktuálnímu nastavenému režimu na UP v souvislosti s pandemií Covid-19 v době odevzdání závěrečných prací ve školním roce 2020/2021 je student povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Student odevzdá dva svázané výtisky závěrečné práce přímo zkušební komisi v den obhajoby. Vzhledem k omezeným možnostem vypalování nemusí být CD s elektronickou verzí součástí BP.
Research Plan
zpracování literární rešerše o vybraných skupinách biologicky aktivních peptidů včel, jejich významu a účincích
zpracování a sepsání poznatků o postupu zpracování, izolace a purifikace peptidů a proteinů s následnou chromatografickou separací a MS detekcí
vypracování protokolu teoretického postupu při optimalizaci izolace, chromatografické separace a detekce pomocí hmotnostní spektrometrie vybraných biologicky aktivních peptidů
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Vzhledem k aktuálnímu nastavenému režimu na UP v souvislosti s pandemií Covid-19 v době odevzdání závěrečných prací ve školním roce 2020/2021 je student povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Student odevzdá dva svázané výtisky závěrečné práce přímo zkušební komisi v den obhajoby. Vzhledem k omezeným možnostem vypalování nemusí být CD s elektronickou verzí součástí BP.
Recommended resources
Danihlík J, Šebela M, Petřivalský M, Lenobel R. 2014. A sensitive quantification of the peptide apidaecin 1 isoforms in single bee tissues using a weak cation exchange pre-separation and nanocapillary liquid chromatography coupled with mass spectrometry. Journal of Chromatography A 1374(0):134-144.
Danihlík J, Aronstein K, Petřivalský M. 2016. Antimicrobial peptides: a key component of honey bee innate immunity. Journal of Apicultural Research:1-14.
Kodrík, D., 2008. Adipokinetic hormone functions that are not associated with insect flight. Physiological Entomology. 33, 171-180.
Chan QWT, Foster LJ. 2009. Apis mellifera Proteomics: Where Will the Future Bee? Current Proteomics 6(2):70-83.
Velki, M., et al., 2011. Oxidative stress elicited by insecticides: A role for the adipokinetic hormone. General and Comparative Endocrinology. 172, 77-84.
Chan Q, Melathopoulos A, Pernal S, Foster L. 2009. The innate immune and systemic response in honey bees to a bacterial pathogen, Paenibacillus larvae. BMC Genomics 10(1):387.
Recommended resources
Danihlík J, Šebela M, Petřivalský M, Lenobel R. 2014. A sensitive quantification of the peptide apidaecin 1 isoforms in single bee tissues using a weak cation exchange pre-separation and nanocapillary liquid chromatography coupled with mass spectrometry. Journal of Chromatography A 1374(0):134-144.
Danihlík J, Aronstein K, Petřivalský M. 2016. Antimicrobial peptides: a key component of honey bee innate immunity. Journal of Apicultural Research:1-14.
Kodrík, D., 2008. Adipokinetic hormone functions that are not associated with insect flight. Physiological Entomology. 33, 171-180.
Chan QWT, Foster LJ. 2009. Apis mellifera Proteomics: Where Will the Future Bee? Current Proteomics 6(2):70-83.
Velki, M., et al., 2011. Oxidative stress elicited by insecticides: A role for the adipokinetic hormone. General and Comparative Endocrinology. 172, 77-84.
Chan Q, Melathopoulos A, Pernal S, Foster L. 2009. The innate immune and systemic response in honey bees to a bacterial pathogen, Paenibacillus larvae. BMC Genomics 10(1):387.
Enclosed appendices
-
Appendices bound in thesis
illustrations, tables
Taken from the library
Yes
Full text of the thesis
Appendices
Reviewer's report
Supervisor's report
Defence procedure record
V úvodu obhajoby předsedkyně komise představila studenta přítomným akademickým pracovníkům a hostům. V rámci prezentace své práce Biologicky aktivní peptidy v reakci na stresové podmínky včely medonosné (Apis mellifera) student seznámil všechny zúčastněné s cíli práce a hlavními metodami využitými při jejím zpracování, dále se získanými výsledky a z nich vyplývajícími závěry.
Následně byl přečten posudek vedoucího práce a oponentský posudek. Student zodpověděl dotazy položené v posudku oponenta.