Zinkové proteiny jsou nejpočetnější skupinou metaloproteinů lidského genomu. Jejich struktura je tak rozličná, jak pestré jsou funkce, které v organismu plní – od biokatalyzátorů, přes transportéry, detoxikanty až po transkripční faktory. Proteiny spojené se zinkem je možno formálně rozdělit na zinkové enzymy a zinkové neenzymové proteiny. Mezi nejpočetnější skupinu zinkových enzymů patří zinek dependentní metaloproteinázy. Zástupci této skupiny enzymů se účastní procesů, jako je embryonální vývoj, formace kostí, reprodukce, artritida nebo nádorové procesy. Pro přehlednost a zařazování proteináz byly vytvořeny různé klasifi kační systémy. V této práci je použit systém MEROPS, který rozděluje proteinázy na základě strukturních podobností. V přehledu biologických funkcí vybraných zinkových metaloproteináz u člověka jsou uvedeny významné skupiny enzymů, jakými jsou aminopeptidáza N, neprilysin, karboxypeptidázy, ADAM enzymy a zvláště matrixiny. Mezi zinkové neenzymové proteiny patří proteiny pro distribuci zinku, proteiny se zinkovými prsty a metalothioneiny. V současnosti jsou známy dvě rodiny proteinů zodpovědných za transport zinku, ZnT proteiny a Zip proteiny. Jakákoliv porucha regulace transportu zinku prostřednictvím jejich specifi ckých transportérů je většinou spojena se specifi ckým onemocněním. Také ve skupině proteinů se zinkovými prsty, které většinou fungují jako transkripční faktory, byla prokázána přímá souvislost mezi proteinem a určitým onemocněním. Příkladem je Wilmsův nádor nebo některé neurodegenerativní poruchy. Metalothioneiny, superrodina neenzymatických peptidů s malou molekulovou hmotností a s unikátní aminokyselinovou sekvencí, mají mnoho biologických funkcí. Mezi hlavní patří funkce imunoregulační, neuroprotektivní, metaloregulační a detoxikační. Zájem o tyto molekuly vzrůstá díky tomu, že jsou to nadějné tumorové markery a že jsou příčinou chemorezistence v léčbě nádorových onemocnění. Také o jiných zinkových metaloproteinech se uvažuje jako o perspektivních diagnostických markerech. V laboratorní medicíně se tak otevírají nové možnosti diagnostického využití zinkových metaloproteinů., Zinc proteins are the most numerous group of metalloproteins in the human genome. Their structure is as diverse as their function in organism, which ranges from biocatalysts, transporters, detoxicants to transcription factors. It is common to divide zinc proteins formally into group of zinc enzymes and group of zinc non-enzymatic proteins. The most abundant zinc enzymes are zinc-dependent metalloproteinases. Members of this group of enzymes are implicated in processes including embryonic development, bone formation, reproduction and arthritis or tumor growth. For lucidity and proteinases organising were created various one-term systems. In this work we used the system MEROPS, where proteinases are assigned to families on the basis of structure similarities. In this overview of biological functions of selected human zinc metalloproteinases are listed important enzyme groups such as aminopeptidase N, neprilysin, carboxypeptidases, ADAM enzymes, and especially matrixins. Proteins for zinc transport, zinc fi ngers proteins, and metallothioneins belong between zinc non-enzymatic proteins. Two protein families have now been implicated in zinc transport, ZnT proteins and Zip proteins. Any dysregulation in zinc transport via the specifi c protein transporters have been linked to specifi c diseases. Direct connection between protein and specifi c disease was proofed also in the group of zinc fi ngers proteins functioned as transcription factors. The examples are Wilm’s tumour or some neurodegenerative disorders. Metallothioneins, the superfamily of non-enzymatic peptides with low molecular mass and with unique sequence of amino acids, play many important biological roles, including immunoregulation, neuroprotection, metalloregulation, and detoxifi cation. The interest in these molecules has been increased because they were found as promising tumour markers. They are also responsible for platinum cytostatic chemoresistence in treatment of tumour diseases. Also other zinc metalloproteins are hoped to be perspective diagnostic markers. There is a new promising fi eld of their diagnostic use in laboratory medicine., Kukačka Jiří, Kizek R., Průša R., and Lit.: 40
Cíle studie: Cílem studie bylo vytvořit protokol pro zpracování vzorků moči pro získání aminokyselinových profilů pomocí iontově výměnné chromotografie s detekcí ve viditelném spektru (IEC/Vis) na základě tvorby komplexů aminokyselin s ninhydrinem a následné zkrácení času analýzy pro klinicky zajímavé molekuly (sarkosin či taurin), které mohou byt využity jako potenciální nádorové biomarkery. Typ studie: Metodická Materiál a metody: Vzorky moči, odebrané pacientům s diagnostikovaným karcinomem prostaty (n = 500) byly shromažďovány po dobu 1 roku a uskladňovány při teplotě -80°C. Pro vlastní analýzu aminokyselinových profilů byly vzorky připraveny kyselou hydrolýzou v mikrovlnném reaktoru. Za optimalizovaných podmínek (80 W, 120°C, 25 bar, 105 min) bylo 500 μl vzorku, smíchaného s 500 μl 35% kyseliny chlorovodíkové zhydrolyzováno na výsledný produkt, který byl následně ředěn pufrem sodíkového cyklu (0,2 mol/l NaCl, 60 mmol/l C6H807, 1,5 mmol/l N3Na a 0,4 % S(CH2CH2OH)2). Po centrifugaci (25 000 g při 4°C, 20 min) byly vzorky neutralizovány (0,6 mol/l NaOH) a analyzovány iontově-výměnnou kapalinovou chromatografií s postkolonovou derivatizací ninhydrinem využívající optickou detekci při vlnových délkách λ = 440 a 570 nm. Pro detekci sarkosinu a taurinu byly vzorky připraveny odpařením 250 μl vzorku na dusíkové odparce (40 min, teplota dusíku 60°C, tlak 1 bar) a následně resuspendovány pufrem sodíkového cyklu (250 μl). Výsledky a závěr: Analýzou aminokyselinových profilů (n = 500) bylo zjištěno, že lze docílit získání důležitých informací z neinvazivně odebraných vzorků moči. Použití dusíkové odparky redukuje manipulaci se vzorkem a zlepšuje opakovatelnost analýzy. Zkrácená analýza sarkosinu a taurinu ze vzorků odpařených na dusíkové odparce může sloužit jako metoda pro citlivou a nízkonákladovou analýzu klinických vzorků., Objective: The aim of our study was to prepare a protocol for pre-treatment of clinical urinary samples, subsequently employed for acquirement of amino acid profiles via ion exchange chromatography with detection in visible spectrum (IEC/ Vis). Further for clinically interesting biomolecules as sarcosine and taurine the optimization was carried out to shorten the analysis time. Design: Methodological Material and methods: Urine specimens from patients diagnosed with prostate cancer (n = 500) were collected within 1 year and stored in -80°C. Samples were processed for analysis of amino acid profiles through acidic hydrolysis in a microwave reactor. Using optimized conditions (80 W, 120°C, 25 bar, 105 min), 500 μL sample, mixed with 500 μL of 35% hydrochloric acid hydrolyzed. That resulted in product, which was subsequently diluted in buffer of sodium cycle (0.2 mol/L NaCl, 60 C6H807 mmol/L, 1.5 mmol/L and 0.4% N3Na S(CH2CH2OH)2). After centrifugation (25000 g at 4°C, 20 min), the samples were neutralized (0.6 mol/l NaOH) and analyzed using ion-exchange liquid chromatography with post-column derivatization with ninhydrin, using the detection wavelength λ = 440 and 570 nm (IEC/Vis). For analysis of sarcosine and taurine, the samples were prepared by evaporation of 250 μL of sample employing a nitrogen evaporator (40 min, temperature 60°C. Nitrogen pressure of 1 bar) and resuspended with buffer of sodium cycle (250 μL). Results and conclusion: The analyses of amino acid profiles offer interesting clinical information not only in non-invasively collected urinary samples, but also in other organic matrices. Employment of nitrogen evaporator for sample pre-treatment leads to reduction of manipulation with sample and its combination with shortened analyses times of sarcosine and taurine may serve as a sensitive and low-cost method for analysis of clinical specimens., Cernei N., Heger Z., Veselý Š., Zítka O., Adam V., Kizek R., and Literatura
Melatonin is a hormone with strong antioxidant properties. In this experiment, Freund's complete adjuvant was used as a stressogenic substance given to laboratory outbred mice, whereas melatonin was investigated as a protectant against the stressogenic effect. Levels of low molecular weight antioxidants, thiobarbituric acid reactive substances, and tumor necrosis factor α and activity of glutathione reductase were determined in blood from the animals. Surprisingly, melatonin was not involved in direct regulation of antioxidants, thiobarbituric acid reactive substances and tumor necrosis factor α. On the other hand, melatonin regulated glutathione reductase activity. We can conclude on regulation of metabolism caused by melatonin in the model. The effect was more important than the expected regulation of immunity and basal oxidative homeostasis. and M. Pohanka, B. Ruttkay-Nedecký, J. Fusek, V. Adam, R. Kizek
V roce 1988 byla připravena komplexní sloučenina kyseliny ranelové a stroncia – ranelát strontnatý, který v dnešní době představuje jeden z významných léků při terapii postmenopauzální osteoporózy. Byl prokázán jeho významný vliv na posílení kostní denzity, který snižuje riziko osteoporotických zlomenin vertebrálního i periferního skeletu. Bezpečnost dlouhodobého užívání ranelátu strontnatého byla ověřena v mnoha studiích. V současné době existuje několik metod, kterými je možné hladinu stroncia v klinických laboratořích stanovit v různých biologických materiálech (sérum, plazma, moč). Nejčastěji užívané metody jsou atomová absorpční spektrometrie s plamenovou či elektrotermickou atomizací a hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem. Sérové koncentrace stroncia u zdravých osob jsou < 50 µg/l. Pacienti léčení ranelátem strontnatým mají koncentrace stroncia 10463 ± 1376 µg/l. Stroncium je vylučováno hlavně ledvinami. Močové koncentrace dosahují až hodnot 24535 ± 20570 µg/l. Renální clearance je přibližně 5,33 ml/s. Vzhledem k variabilní individuální bioaviabilitě a compliance pacientů může být u některých vybraných pacientů léčených ranelátem strontnatým stanovení hladin stroncia důležité a přínosné., Since 1988 when a mixture of ranelic acid and strontium was prepared strontium ranelate, which represents one of the most signifi cant drugs for treatment of postmenopausal osteoporosis, the signifi cant effect of strontium on enhancement of bone density was confi rmed. This results in a decrease of osteoporotic fractures of vertebral and peripheral skeleton. The safety of a long-term intake of strontium ranelate was proved in many studies. At the present, number of methods exist which are capable of analysing the levels of strontium from different biological materials (serum, plasma, urine). Nevertheless, the most common methods as well as those used most often are atomic absorption spectrometry with fl ame atomization, atomic absorption spectrometry with electrometric atomization in the graphite furnace and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. Serum strontium levels in healthy volunteers are < 50 µg/l. Average levels in patients on strontium ranelate therapy are 10463 ± 1376 µg/l. Strontium is chiefl y excreted by kidney and the mean urinary level is 24535 ± 20570 µg/l. Strontium clearance is approximately 5.33 ml/s. Due to varying individual bioavailability and compliance of the patients on strontium ranelate therapy is measurement appropriate and benefi cial., Franěk T., Průša R., Kukačka J., Kizek R., and Lit.: 35