A fémionok szerepe a fehérjék konformációváltozásában

Vezető: 
Dr. Sóvágó Imre

A napjainkban egyre gyakoribbá váló idegrendszeri elváltozásokat, mint az Alzheimer-kór, Parkinson-kór, prion betegségek, stb. gyakran fehérjekonformációs betegségekként is szokás említeni, mivel a kóros folyamatok kialakulása bizonyos fehérjék rendellenes szerkezetváltozásával hozható összefüggésbe. A betegségek kialakulásának okai és a gyógyítás módjai mindezideig pontosan nem ismertek, de az újabb kutatási eredmények szerint egyes fémionok illetve metalloproteinek is szerepet játszthatnak ezekben a folyamatokban.

Az elmúlt időszakban az emberi prion fehérje és az Alzheimer-kór kialakulásáért felelős amyloid-β különböző peptidfragmenseinek komplexképződési folyamatait tanulmányoztuk. A főbb megállapításaink között az alábbiak említhetők:
- Mindkét molekulatípus igen nagy affinitást mutat a réz(II)ionokkal való kölcsönhatás irányába, míg a cink(II)ionokat csak az amyloid peptidek kötik kellő stabilitással. A két fémion kapcsolódásának azonban nemcsak a mértéke, hanem a kötődés helye is különböző.

A több hisztidint tartalmazó peptidekben valamennyi hisztidin független rézkötőhely lehet, ami többmagvú komplexek kialakulását eredményezi.
Ezen megállapítások alapján a további kutatásokat az alábbi célkitűzések figyelembevételével tervezzük:

A peptidfragmensek fémionszelektivitása nemcsak az elsődleges kötőhelynek számító hisztidinek számától és elhelyezkedésétől függ, hanem az oldalláncban található egyéb donorcsoportok szerepe is jelentős lehet. Szükséges tehát a vizsgálatokat további fémionokra is kiterjeszteni (pl. Mn, Fe, Co, Ni, Cd, Pd,..).

A multihisztidin peptidfragmensek esetén vegyes fémkomplexek is képződhetnek, amelyek a valóságos biológiai körülményeket sokkal pontosabban modellezhetik. Ezek pontos leírásához a vegyes fémkomplexek képződését befolyásoló tényezők szisztematikus vizsgálata szükséges.

A fentebb ismertetett eddigi eredmények és a megfogalmazott további kutatási irányok elsődleges célja a neurodegeneratív elváltozások kialakulásának és lefolyásának molekuláris szintű megismerése. Vizsgálataink alapján lehetőség nyílhat a fehérjék/peptidek szerkezetében a fémionok által indukált változások pontos jellemzésére és ezáltal új terápiás módszerek kifejlesztésére.