Fyziologický ústav AV ČR

Studujeme fyziologii, biochemii a farmakologii cholinergních neuronů na molekulární úrovni. 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. Interakce mezi peptidem beta-amyloidem, acetylcholinem, muskarinovými acetylcholinovými receptory, přenosem signálu přes membránu a aktivací signálních drah.
Muskarinové receptory pro acetylcholin. Vazebné ortosterické a alosterické vlastnosti. Interakce s G-proteiny, modelování přenosu signálu do buňky.

Aktuální projekty

Molekulární mechanismy účinku cholesterolu na funkci muskarinových receptorů

Bylo zjištěno, že cholesterol ko-krystalizuje s řadou GPCR. Naše současné experimenty ukazují, že membránový cholesterol se specificky váže na muskarinový receptor a zpomaluje jeho aktivaci. Více

Molekulární mechanismy signalizačního biasu muskarinových receptorů

"Biased" agonista je ligand, který stabilizuje pro sebe specifickou aktivní konformaci receptoru, čímž aktivuje některé signální dráhy, ale jiné ne. Biased agonisté mohou představovat nový typ farmakoterapeutika s s potlačenými vedlejšími účinky. Více

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

Molekulární mechanismy funkční selektivity atypických agonistů muskarinových receptorů

Ektopičtí agonisté představují novou skupinu látek, které se vážou mimo klasické vazebné místo a vykazují jedinečnou funkční podtypovou selektivitu, jejíž mechanismus není znám. Provádíme podrobnou analýzu aktivace receptorů vyvolanou ektopickými a klasickými agonisty s cílem odhalit molekulární mechanismy, které jsou odpovědné za funkční selektivitu. Více

Úspěchy

Applications and limitations of fitting of the operational model to determine relative efficacies of agonists

Proper determination of agonist efficacy is essential in the assessment of agonist selectivity and signalling bias. Agonist efficacy is a relative term that is dependent on the system in which it is measured, especially being dependent on receptor expression level. In this work, we analyse limits and pitfalls of fitting OM to experimental data. Více

Role of membrane cholesterol in differential sensitivity of muscarinic receptor subtypes to persistently bound xanomeline

Our new publication in journal Neuropharmacology in which we demonstrate that membrane cholesterol plays an important and subtype-specific role in activation of muscarinic acetylcholine receptors. To our knowledge, this is the first demonstration of pharmacological selectivity due to differences in receptor-membrane interactions at any GPCR. The possibility to achieve pharmacological selectivity based on receptor-membrane interactions changes our view on the molecular basis of pharmacological selectivity and opens new ways for the development of a novel pharmaceutics. Více

Novel long-acting antagonists of muscarinic ACh receptors

In this study, we have developed new potent and long-acting antagonists of muscarinic acetylcholine receptors with a potential therapeutic use. Více

Synthesis of novel and functionally selective non-competitive muscarinic antagonists as chemical probes

Ve spolupráci s Barry University byli vyvinuti noví antagonisté muskarinových receptorů. Více

Binding of N-methylscopolamine to the extracellular domain of muscarinic acetylcholine receptors

This article analyzes in atomistic detail binding of orthosteric ligands to the muscarinic receptors Více

Zobrazit více

Publikace

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 = 4.011 [ASEP] [ doi ]

Jakubík, Jan - Randáková, Alena - El-Fakahany, E. E. - Doležal, Vladimír . Analysis of equilibrium binding of an orthosteric tracer and two allosteric modulators . PLoS ONE 2019, 14(3)), e0214255 . IF = 2.776 [ASEP] [ doi ]

Randáková, Alena - Rudajev, Vladimír - Doležal, Vladimír - Boulos, J. - Jakubík, Jan . Novel long‐acting antagonists of muscarinic ACh receptors . British Journal of Pharmacology 2018, roč. 175, 10, p. 1731-1743 . IF = 6.583 [ASEP] [ doi ]

Randáková, Alena - Dolejší, Eva - Rudajev, Vladimír - Zimčík, Pavel - Doležal, Vladimír - El-Fakahany, E. E. - Jakubík, Jan . Role of membrane cholesterol in differential sensitivity of muscarinic receptor subtypes to persistently bound xanomeline . Neuropharmacology 2018, roč. 133, May 1, p. 129-144 . IF = 4.367 [ASEP] [ doi ]

Boulos, J. F. - Jakubík, Jan - Boulos, J. M. - Randáková, Alena - Momirov, J. Synthesis of novel and functionally selective non‐competitive muscarinic antagonists as chemical probes . Chemical Biology & Drug Design 2018, roč. 91, 1, p. 93-104 . IF = 2.256 [ASEP] [ doi ]