Význam degradace proteinů během maturace oocytů a expanze kumulárních buněk skotu

Abstract

Degradace proteinů zprostředkovaná ubikvitin-proteazomovým systémem (UPS) je esenciální proces zajišťující správný průběh meiotického zrání a expanze kumulárních buněk. Většina studií týkajících se proteazomální degradace v oocytech se zaměřuje na inhibici celého proteazomu, přičemž výzkumy zaměřené na substráty SCF ligáz, které se podílejí na degradaci až 20 % ubikvitinovaných proteinů, jsou omezené. SCF ligázy jsou aktivovány v procesu neddylace, během kterého se na lyzinové zbytky proteinu Cullin 1 kovalentně váže protein NEDD8, což umožňuje sestavení funkčního komplexu. Inhibice aktivity SCF ligáz během zrání oocytů selektivním inhibitorem NEDD8 aktivačního enzymu MLN4924 vede ke snížení vývojové kompetence oocytů, absenci expanze kumulárních buněk a také k vyšší míře polyspermie. Tato diplomová práce se zaměřuje na zkoumání vlivu inhibice neddylace na meiotické zrání, expanzi kumulárních buněk a prevenci polyspermie bovinních oocytů. Zvláštní pozornost je věnována klíčovým proteinům ovlivněným inhibicí neddylace, včetně proteinů signálních drah zapojených do expanze kumulárních buněk a proteinů podílejících se na organizaci extracelulární matrix expandovaného kumulu. K nejvýznamnějším poznatkům této práce patří zjištění, že po inhibici neddylace byla velká část oocytů schopna dosáhnout...

Protein degradation mediated by the ubiquitin-proteasome system (UPS) is essential during meiotic maturation and expansion of cumulus cells. The majority of studies concerning proteasomal degradation in oocytes have focused on inhibiting overall proteasomal function, with limited research focusing on the substrates of SCF ligases, which are thought to trigger the degradation of up to 20 % of ubiquitinated proteins. SCF ligases are activated in the neddylation process, during which the NEDD8 protein binds covalently to lysine residues of the Cullin 1 protein, allowing the assembly of the multisubunit SCF complex. Inhibition of SCF ligase activity during oocyte maturation with the selective inhibitor of the NEDD8 activating enzyme MLN4924 leads to decreased developmental competence of oocytes, the absence of cumulus cell expansion, and a higher polyspermy rate. This diploma thesis focuses on the investigation of the effect of neddylation inhibition on meiotic maturation, cumulus cell expansion, and prevention of polyspermy of bovine oocytes. Special focus is given to key proteins affected by neddylation inhibition including proteins of signalling pathways involved in cumulus cell expansion and proteins participating in the organization of the extracellular matrix of the expanded cumulus. Among other...