Intranet Areál web

Neurochemie

Neurochemie Schéma cholinergní synapse.

1. Neurochemie

Tento tématický okruh zahrnuje studium fyziologie, biochemie a farmakologie cholinergních neuronů na molekulární úrovni, a molekulární farmakologii dalších GPCR. Ke studiu využíváme především buněčných linií, ale i zvířecích modelů. Zabýváme se hlavně výzkumem v těchto oblastech:

  • biochemická fyziologie a farmakologie cholinergních neuronů
  • vývoj a diferenciace cholinergních neuronů
  • syntéza, skladování a uvolňování acetylcholinu
  • regulace uvolňování acetylcholinu presynaptickými receptory
  • cholinergní mechanismy v patogenezi Alzheimerovy nemoci
  • vliv beta-amyloidu na metabolismus acetylcholinu  a přenos signálu muskarinovými receptory
  • molekulární farmakologie muskarinových receptorů
  •  alosterická modulace aktivace receptorů
  • interakce receptorů s G-proteiny
  • modelování přenosu signálu do buňky.

2. Biochemie membránových receptorů

Tento tématický okruh zahrnuje studium buněčných a molekulárních mechanismů desenzitizace. Tento proces se podílí na regulaci intenzity účinku vyvolaném vazbou hormonů na receptory spřažené s G proteiny (GPCR). Receptory spřažené s G proteiny jsou integrálními bílkovinami plazmatické membrány, které zprostředkují přenos extracelulárních signálů do nitra buňky. GPCR hrají klíčovou roli v regulaci řady fyziologických procesů a funkcí. Význam GPCR rovněž dokládá skutečnost, že tyto bílkoviny jsou místem působení téměř poloviny celosvětově předepisovaných léků. Hlavní směry našeho výzkumu jsou:

  • úloha buněčné membrány a membránové domény
  • opioidní receptory a drogová závislost
  • vliv monovalentních iontů na delta-opioidní receptory - analýza účinku lithia v živých buňkách a izolovaných buněčných membránách.

Prezentace, přednášky a práce studentů   Publikace 2015 - 2021

Aktuální projekty

Cholinergní modulace striatem řízeného chování

Cílem projektu je za využití  myšího modelu s delecí podjednotky β2 nikotinového receptoru pro acetylcholin v GABAergních interneuronech ve striatu zjistit, jak narušení cholinergní aktivace GABAergních interneuronů ve striatu mění signalizaci a striatem řízené chování. Více

Úspěchy

Vhledy do operačního modelu agonismu dimerickáých receptorů

Vhledy do operačního modelu agonismu dimerickáých receptorů

Jakubík, J.; Randáková, A. Insights into the Operational Model of Agonism of Receptor Dimers. Expert Opin. Drug Discov. 2022, 17, 1181–1191, doi:10.1080/17460441.2023.2147502. Zvaný přehled. Určení přesného pořadí účinnosti a potence agonistů je nepostradatelné při objevování nových selektivních agonistů. Operační model agonismu (OMA) je současným standardem. Mnoho receptorů funguje jako oligomery, které vyžadují rozšíření klasického modelu OMA. Rozšíření modelu OMA o faktory sklonu křivek funkční odezvy poskytuje jednoduché rovnice, které lze snadno přizpůsobit experimentálním datům, ale výsledky mohou být zavádějící. Rozšíření modelu OMA o kooperativní faktory poskytuje přesné, ale složité rovnice funkční odezvy. Rozšíření molelu OMA o kooperativní faktory by mělo být preferováno před rozšířením faktorem sklonu. Více
Nikotinové acetylcholinové receptory exprimované ve striatálních interneuronech inhibují striatální aktivitu a kontrolují chování závislé na striatu.

Nikotinové acetylcholinové receptory exprimované ve striatálních interneuronech inhibují striatální aktivitu a kontrolují chování závislé na striatu.

 Abbondanza, A.; Ribeiro Bas, I.; Modrak, M.; Capek, M.; Minich, J.; Tyshkevich, A.; Naser, S.; Rangotis, R.; Houdek, P.; Sumova, A.; et al. Nicotinic Acetylcholine Receptors Expressed by Striatal Interneurons Inhibit Striatal Activity and Control Striatal-Dependent Behaviors. J. Neurosci. 2022, 42, 2786–2803, doi:10.1523/JNEUROSCI.1627-21.2022. Velké množství nikotinových receptorů pro acfetylcholin (nAChR) je exprimováno ve striatu, oblasti mozku, která je klíčová při kontrole chování. Složitost vztahů receptorů s různými funkcemi brání našemu pochopení mechanismů, kterými striatální acetylcholin moduluje chování. Zaměřili jsme se na roli reletivně malé populace nAChR obsahujících beta2 podjednotku. Identifikovali jsme neuronální typy exprimující tyto receptory a určili jsme jejich vliv na kontrolu explorativního chování, chování podobného úzkosti, učení a citlivosti na stimulanty. Další experimenty ukázaly, že tyto změny byly spojeny s celkově zvýšenou aktivitou striatálních neuronů. Malá populace nikotinových receptorů tedy představuje zajímavý cíl pro modulaci odezvy na stimulační léky a další chování založené na striatálním stavu. Více
Neurosteroidy a steroidní hormony jsou alosterické modulátory muskarinových receptorů

Neurosteroidy a steroidní hormony jsou alosterické modulátory muskarinových receptorů

Dolejší, E.; Szánti-Pintér, E.; Chetverikov, N.; Nelic, D.; Randáková, A.; Doležal, V.; Kudová, E.; Jakubík, J. Neurosteroids and Steroid Hormones Are Allosteric Modulators of Muscarinic Receptors. Neuropharmacology 2021, 199, 108798, doi:10.1016/j.neuropharm.2021.108798. Některé neurosteroidy a steroidní hormony se váží na muskarinové acetylcholinové receptory s afinitou 100 nM nebo vyšší Steroidy působící v nanomolárních koncentracích představují nový farmakofor alosterických modulátorů muskarinových receptorů Kortikosteron a progesteron alostericky modulují muskarinové receptory ve fyziologicky relevantních koncentracích Více

Publikace

Urushadze; Anna - Janíček; M. - Abbondanza; Alice - Janíčková; Helena . Timed Sequence Task: A New Paradigm to Study Motor Learning and Flexibility in Mice . ENEURO. 2023; 10(10); 1-13 . IF = 3.4 [ASEP] [ doi ]
Ujčíková; Hana - Hejnová; L. - Novotný; J. - Svoboda; Petr . Protracted morphine withdrawal induces upregulation of peroxiredoxin II and reduces 14-3-3 protein levels in the rat brain cortex and hippocampus . Brain Research. 2023; 1813(Aug 15); 148428 . IF = 2.9 [ASEP] [ doi ]
Szczurowska; Ewa - Szánti-Pintér; Eszter - Chetverikov; Nikolai - Randáková; Alena - Kudová; Eva - Jakubík; Jan . Modulation of Muscarinic Signalling in the Central Nervous System by Steroid Hormones and Neurosteroids . International Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(1)); 507 . IF = 5.6 [ASEP] [ doi ]
Randáková; Alena - Nelic; Dominik - Jakubík; Jan . A critical re-evaluation of the slope factor of the operational model of agonism: When to exponentiate operational efficacy . Scientific Reports. 2023; 13(1); 17587 . IF = 4.6 [ASEP] [ doi ]
Ujčíková; Hana - Roubalová; Lenka - Lee; Y. S. - Slaninová; Jiřina - Brejchová; Jana - Svoboda; Petr . The Dose-Dependent Effects of Multifunctional Enkephalin Analogs on the Protein Composition of Rat Spleen Lymphocytes; Cortex; and Hippocampus; Comparison with Changes Induced by Morphine . Biomedicines. 2022; 10(8)); 1969 . IF = 4.7 [ASEP] [ doi ]
Ujčíková; Hana - Robles; D. - Yue; X. - Svoboda; Petr - Lee; Y. S. - Navratilova; E. Time-Dependent Changes in Protein Composition of Medial Prefrontal Cortex in Rats with Neuropathic Pain . International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(2)); 955 . IF = 5.6 [ASEP] [ doi ]
Ujčíková; Hana - Eckhardt; Adam - Hejnová; L. - Novotný; J. - Svoboda; Petr . Alterations in the Proteome and Phosphoproteome Profiles of Rat Hippocampus after Six Months of Morphine Withdrawal: Comparison with the Forebrain Cortex . Biomedicines. 2022; 10(1)); 80 . IF = 4.7 [ASEP] [ doi ]
Szczurowska; Ewa - Szánti-Pintér; Eszter - Randáková; Alena - Jakubík; Jan - Kudová; Eva . Allosteric Modulation of Muscarinic Receptors by Cholesterol; Neurosteroids and Neuroactive Steroids . International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(21)); 13075 . IF = 5.6 [ASEP] [ doi ]
Jůza; R. - Vojtěchová; I. - Štefková-Mazochová; K. - Dehaen; W. - Petrásek; T. - Prchal; L. - Kobrlová; T. - Janoušek; J. - Vlček; P. - Mezeiová; E. - Svozil; D. - Zdarová Karasová; J. - Pejchal; J. - Stark; H. - Satala; G. - Bojarski; A. J. - Kubacka; M. - Mogilski; S. - Randáková; Alena - Musílek; K. - Soukup; O. - Korábečný; J. Novel D-2/5-HT receptor modulators related to cariprazine with potential implication to schizophrenia treatment . European Journal of Medicinal Chemistry. 2022; 232(Mar 15)); 114193 . IF = 6.7 [ASEP] [ doi ]
Jakubík; Jan - Randáková; Alena . Insights into the operational model of agonism of receptor dimers . Expert Opinion on Drug Discovery. 2022; 17(11); 1181-1191 . IF = 6.3 [ASEP] [ doi ]
Abbondanza; Alice - Bas; Irina Ribeiro - Modrák; Martin - Čapek; Martin - Minich; Jessica - Tyshkevich; Alexandra - Naser; Shahed - Rangotis; Revan - Houdek; Pavel - Sumová; Alena - Dumas; S. - Bernard; V. - Janíčková; Helena . Nicotinic Acetylcholine Receptors Expressed by Striatal Interneurons Inhibit Striatal Activity and Control Striatal-Dependent Behaviors . Journal of Neuroscience. 2022; 42(13); 2786-2803 . IF = 5.3 [ASEP] [ doi ]
Vošahlíková; Miroslava - Roubalová; Lenka - Brejchová; Jana - Alda; M. - Svoboda; Petr . Therapeutic lithium alters polar head-group region of lipid bilayer and prevents lipid peroxidation in forebrain cortex of sleep-deprived rats . Biochimica Et Biophysica Acta-Molecular and Cell Biology of Lipids. 2021; 1866(9)); 158962 . IF = 5.288 [ASEP] [ doi ]
Ujčíková; Hana - Hejnová; L. - Eckhardt; Adam - Roubalová; Lenka - Novotný; J. - Svoboda; Petr . Impact of three-month morphine withdrawal on rat brain cortex; hippocampus; striatum and cerebellum: proteomic and phosphoproteomic studies . Neurochemistry International. 2021; 144(Mar)); 104975 . IF = 4.297 [ASEP] [ doi ]
Staszewski; M. - Nelic; Dominik - Jończyk; J. - Dubiel; M. - Frank; A. - Stark; H. - Bajda; M. - Jakubík; Jan - Walczyński; K. Guanidine Derivatives: How Simple Structural Modification of Histamine H3R Antagonists Has Led to the Discovery of Potent Muscarinic M2R/M4R Antagonists . ACS Chemical Neuroscience. 2021; 12(13); 2503-2519 . IF = 5.780 [ASEP] [ doi ]
Roubalová; Lenka - Vošahlíková; Miroslava - Slaninová; Jiřina - Kaufman; Jonáš - Alda; M. - Svoboda; Petr . Tissue-specific protective properties of lithium: comparison of rat kidney; erythrocytes and brain . Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 2021; 394(5); 955-965 . IF = 3.195 [ASEP] [ doi ]
Randáková; Alena - Nelic; Dominik - Hochmalová; Martina - Zimčík; Pavel - Mulenga; Mutale Jane - Boulos; J. - Jakubík; Jan . Fusion with Promiscuous G alpha(16) Subunit Reveals Signaling Bias at Muscarinic Receptors . International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(18)); 10089 . IF = 6.208 [ASEP] [ doi ]
Randáková; Alena - Jakubík; Jan . Functionally selective and biased agonists of muscarinic receptors . Pharmacological Research. 2021; 169(July)); 105641 . IF = 10.334 [ASEP] [ doi ]
Kljakic; O. - Al-Onaizi; M. - Janíčková; Helena - Chen; K. S. - Guzman; M. S. - Prado; M. A. M. - Prado; V. F. Cholinergic transmission from the basal forebrain modulates social memory in male mice . European Journal of Neuroscience. 2021; 54(6); 6075-6092 . IF = 3.698 [ASEP] [ doi ]
Jůza; R. - Štefková; K. - Dehaen; W. - Randáková; Alena - Petrásek; T. - Vojtěchová; I. - Kobrlová; T. - Pulkrábková; L. - Mucková; L. - Mecava; M. - Prchal; L. - Mezeiová; E. - Musílek; K. - Soukup; O. - Korábečný; J. Synthesis and In Vitro Evaluation of Novel Dopamine Receptor D-2 3;4-dihydroquinolin-2(1H)-one Derivatives Related to Aripiprazole . Biomolecules. 2021; 11(9)); 1262 . IF = 6.064 [ASEP] [ doi ]
Jakubík; Jan - El-Fakahany; E. E. Allosteric Modulation of GPCRs of Class A by Cholesterol . International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(4)); 1953 . IF = 6.208 [ASEP] [ doi ]
Holáň; Vladimír - Echalar; Barbora - Palacká; Kateřina - Kössl; Jan - Boháčová; Pavla - Krulová; Magdaléna - Brejchová; Jana - Svoboda; Petr - Zajícová; Alena . The Altered Migration and Distribution of Systemically Administered Mesenchymal Stem Cells in Morphine-Treated Recipients . Stem Cell Reviews and Reports. 2021; 17(4); 1420-1428 . IF = 6.692 [ASEP] [ doi ]
Dolejší; Eva - Szánti-Pintér; Eszter - Chetverikov; Nikolai - Nelic; Dominik - Randáková; Alena - Doležal; Vladimír - Kudová; Eva - Jakubík; Jan . Neurosteroids and steroid hormones are allosteric modulators of muscarinic receptor . Neuropharmacology. 2021; 199(Nov 1)); 108798 . IF = 5.273 [ASEP] [ doi ]
Dolejší; Eva - Chetverikov; Nikolai - Szánti-Pintér; Eszter - Nelic; Dominik - Randáková; Alena - Doležal; Vladimír - El-Fakahany; E. E. - Kudová; Eva - Jakubík; Jan . Neuroactive steroids; WIN-compounds and cholesterol share a common binding site on muscarinic acetylcholine receptors . Biochemical Pharmacology. 2021; 192(Oct)); 114699 . IF = 6.100 [ASEP] [ doi ]
Cechová; Kristína - Lan; Ch. - Macík; M. - Barthes; N. P. F. - Jung; M. - Ulbrich; M. H. Kappa but not delta or mu opioid receptors form homodimers at low membrane densities . Cellular and Molecular Life Sciences. 2021; 78(23); 7557-7568 . IF = 9.234 [ASEP] [ doi ]
Brejchová; Jana - Holáň; Vladimír - Svoboda; Petr . Expression of Opioid Receptors in Cells of the Immune System . International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(1)); 315 . IF = 6.208 [ASEP] [ doi ]
Randáková; Alena - Nelic; Dominik - Ungerová; Dana - Nwokoye; P. - Su; Q. - Doležal; Vladimír - El-Fakahany; E. E. - Boulos; J. - Jakubík; Jan . Novel M-2-selective; G(i)-biased agonists of muscarinic acetylcholine receptors . British Journal of Pharmacology. 2020; 177(9); 2073-2089 . IF = 8.739 [ASEP] [ doi ]
Randáková; Alena - Nelic; Dominik - Doležal; Vladimír - El-Fakahany; E. E. - Boulos; J. - Jakubík; Jan . Agonist-Specific Conformations of the M-2 Muscarinic Acetylcholine Receptor Assessed by Molecular Dynamics . Journal of Chemical Information and Modeling. 2020; 60(4); 2325-2338 . IF = 4.956 [ASEP] [ doi ]
Jakubík; Jan - Randáková; Alena - Chetverikov; Nikolai - El-Fakahany; E. E. - Doležal; Vladimír . The operational model of allosteric modulation of pharmacological agonism . Scientific Reports. 2020; 10(1)); 14421 . IF = 4.379 [ASEP] [ doi ]
Jakubík; Jan - El-Fakahany; E. E. Current Advances in Allosteric Modulation of Muscarinic Receptors . Biomolecules. 2020; 10(2)); 325 . IF = 4.879 [ASEP] [ doi ]
Jakubík, Jan - Randáková, Alena - Rudajev, Vladimír - Zimčík, Pavel - El-Fakahany, E. E. - Doležal, Vladimír . Applications and limitations of fitting of the operational model to determine relative efficacies of agonists . Scientific Reports 2019, 9(Mar 15)), 4637 . IF = 3.998 [ASEP] [ doi ]

Fotogalerie oddělení

Celá fotogalerie

Lidé

Mgr. Jan Jakubík, PhD
vedoucí oddělení
MUDr. Vladimír Doležal, DrSc.
zástupce vedoucího oddělení
MUDr. et Mgr. Helena Janíčková, PhD
vědecká pracovnice
Mgr. Eva Dolejší, PhD
vědecká asistentka
Mgr. Alena Janoušková (roz. Randáková), PhD
vědecká pracovnice
Alice Abbondanza, MSc
postgraduální studentka

Nikolai Chetverikov, MSc

postgraduální student

Mgr. Dominik Nelic

postgraduální student

Trisha Dhabalia
studentka

Bc. Mutale Jane Mulenga

studentka

Dana Ungerová
technická pracovnice
   
 

 

Biochemie membránových receptorů

Doc. RNDr. Petr Svoboda, DrSc.
vědecký pracovník
RNDr. Lenka Roubalová, PhD.
vědecký pracovník
RNDr. Hana UjčíkováPhD.
vědecká asistentka