Új módszer a rák és neurodegeneratív betegségek megértéséért
Szervezetünkben a fehérjék építőkövei az aminosavak. Az aminosavak sorrendje határozza meg a fehérjék tulajdonságait és azt, milyen folyamatokban játszanak szerepet. Az utóbbi években egyre nagyobb az érdeklődés a rendezetlen fehérjék iránt, amelyek nem rendelkeznek stabil szerkezettel, mozgékonyak és szerkezeti sokaságok halmazaként írhatók le – innen ered a megnevezésük is.
A kutatások rávilágítottak, hogy a rendezetlen fehérjék, illetve rendezetlen fehérjeszakaszok fontos szabályozó szerepet töltenek be különböző biokémiai folyamatokban, és több megbetegedés kialakulásához is hozzájárulnak, így kapcsolatba hozhatóak a Parkinson- és az Alzheimer-kórral, rákos megbetegedésekkel, valamint a 2-es típusú cukorbetegséggel is.
Az ELTE TTK, a Karlsruhei Műszaki Egyetem és a Bruker cég kutatói Bodor Andrea egyetemi docens, az ELTE Kémiai Intézet munkatársa vezetésével új, mágneses magrezonancia méréseken alapuló (NMR: Nuclear Magnetic Resonance) spektroszkópiai módszert fejlesztettek ki, amellyel pontosabban, könnyebben és gyorsabban lehet egy rendezetlen fehérje működését feltérképezni. A módszertani áttörés lehetővé teszi, hogy eddig feltáratlan vagy nehezen tanulmányozható biokémiai folyamatokat jellemezni lehessen. A születendő eredmények rávilágítanak a lejátszódó folyamatok mechanizmusára, így nagymértékben hozzájárulhatnak egyes betegségek kialakulásának megértéséhez.
Egy rendezetlen fehérje bővelkedik hidrofil oldallánccal és töltéssel rendelkező aminosavakban, illetve gyakori a „szerkezettörő” tulajdonsággal bíró prolin jelenléte is. A prolin különleges felépítésének köszönhetően nehezen vizsgálható, ugyanakkor jelentős biokémiai szabályozási folyamatokban vesz részt. Különleges tulajdonságai közé tartozik, hogy ellentétben a természetben előforduló más aminosavakkal, nagyobb eséllyel alakít ki különböző téralkatokat, úgynevezett cisz-/transz-izomereket. Míg a megszokott térállás a fehérjékben általában a transz, addig a rendezetlen fehérjékben változó mennyiségben a prolin mindkét téralkata előfordulhat. A két forma eltérő szerkezetet hoz létre a prolin környezetében: a transz-prolin nyújtottabb alakot, míg a cisz-prolin kanyart alakít ki. A különböző térállások befolyásolják a rendezetlen fehérjék kötőpartnereikkel történő kölcsönhatását, így hatással vannak a biokémiai folyamatok lejátszódására.
„Korábban a prolin jelenlétének feltérképezéséhez időigényes, költséges eljárásokat alkalmaztak, amelyeket szintetikus úton valósítottak meg. Ez egy mesterséges beavatkozás, amely a cisz-transz-prolin egyensúly megbontásához, az eredmények torzulásához vezet. A jó megoldást méréstechnikai úton lehet megtalálni, és olyan technikára érdemes alapozni, amely kellően érzékeny és széleskörűen alkalmazható. Ezért mi másfajta megközelítés után néztünk – mondta el Bodor Andrea, a kutatás vezetője. – Olyan eljárást kellett fejlesztenünk, amely lehetővé teszi aránylag rövid mérési idő alatt kis mennyiségű prolin izomer észlelését, kiváló felbontás mellett. Az új technika előnye, hogy a mérések bármely bioNMR laborban elvégezhetőek, nem kell speciális mérőfejekkel ellátott készülékeken mérni.” Tágabb értelemben az új módszer segítségével
követhetővé válik a fehérjeműködés meghibásodásának, vagyis betegségek kialakulásának folyamata.
„A bemutatott eredmények sikeres együttműködéseken alapulnak – emlékeztetett Bodor Andrea. – Sok éves kooperációs múltra tekintünk vissza Nyitray László csoportjával az ELTE Biokémiai Tanszékéről, együttműködünk továbbá Burkhard Luy csoportjával a Karlsruhei Műszaki Egyetemen és Wolfgang Bermellel a Bruker cégtől.”
A módszerről bővebben olvashat a TTK honlapján.