Szénhidrát anyagcserében szerepet játszó enzimek tanulmányozása

Vezető: 
Dr. Gyémánt Gyöngyi
Tagok: 
Dr. Kandra "Lili" (DSc)
Tagok: 
Fazekas Erika (PhD hallgató)

A szénhidrát anyagcsere rendellenességek kezelése iránti megnövekedett érdeklődés a szénhidrát anyagcserében résztvevő enzimek tanulmányozását is inspirálta. Az α-amiláz, α-glükozidáz és glükoamiláz enzimek a cukorbetegség, fogszuvasodás, elhízás és hiperlipémia kezelésének célpontjai lehetnek. Funkcióik megismerésére és biológiai aktivitásuk befolyásolására különböző oligoszacharid szubsztrátokon, valamint természetes és szintetikus inhibítorokkal végeznek biokémiai méréseket. Az endo enzimek alhely térkép meghatározásához korábbi kutatásaink során dolgoztunk ki módszert és számítógépes programot, aminek a segítségével az alhelyek és a szubsztrát közötti kötési energiák számíthatóak. Az elmúlt években bakteriális, növényi és humán eredetű amilázok alhely szerkezetét derítettük fel 3 OTKA pályázat támogatásával. Eredményeinket 19 közleményben és számos konferencián ismertettük.

A TÁMOP pályázat által támogatott újabb kutatásainkban az endo enzimekre már sikerrel alkalmazott alhely térképezést szeretnénk kiterjeszteni exo hatásmechanizmusú enzimekre, mint pl. a glikozidázok, glükoamilázok ésβ-amilázok. Az β-glükozidáz és glükoamiláz enzimek az β-amilázhoz hasonlóan fontos szerepet játszanak a szénhidrát emésztésben és így az antidiabetikus terápia célpontjai lehetnek. β-Amilázokat alkalmaznak az ipari keményítő hidrolízisben és a sörgyártásban, így ezek szubsztrátkötő helyének szerkezete, a szubsztrát és az enzim alhelyei közötti kötési energiák, az esetleges mutációk hatása az alhely szerkezetre fontos információt jelentenek. Az alhely térkép számításokhoz különböző tagszámú szubsztrátokon történő kinetikai méréseket tervezünk és a kinetikai paraméterekből számítjuk az alhelyek kötési energiáit. Vizsgálatainkba bevontunk egy a biofilmek eltávolításában szerepet játszó hexózaminidáz enzimet a DispersinB-t, mely eddigi eredményeink szerint β(1-6) glikozidos kötések hidrolízisével éri el biofilmek poliszacharid mátrixának feloldását. A biofilmet képző baktériumok által okozott megbetegedések komoly klinikai problémát jelentenek, így az eltávolításukra alkalmas enzim vizsgálata gyakorlati jelentőségű. Új szubsztrát sorozatok szintézise után további vizsgálatokat tervezünk az enzim kötőhelyének felderítésére. Kutatásainkhoz a klasszikus spektrofotometriás kinetikai mérések mellett HPLC, MS, STD-NMR és ITC kalorimetriás módszereket alkalmazunk és együttműködünk több hazai és külföldi kutatóval.

Együttműködések: Dr. Batta Gyula MTA doktora, egyetemi tanár: enzimatikus szintézisek termékeinek szerkezetvizsgálata, kötődési vizsgálatok NMR módszerrel. Szénhidrátkémiai kutatócsoport munkatársai (Dr. Fekete Anikó PhD, tudományos főmunkatárs): szubsztrátok, inhibítorok szintézise. Narajanan Ramasubbu (Department of Oral Biology, University of Medicine and Dentistry of New Jersey): Dispersin B enzim és mutánsainak előállítása, amiláz vizsgálatok. Birte Svensson (BioCentrum-DTU, Technical University of Denmark): növényi amilázok és mutánsainak előállítása és vizsgálata.