Regisztráció és bejelentkezés

A Parkinson-kór biomarker fehérjéinek szerkezeti és funkcionális jellemzői

A központi idegrendszeri betegségek, mint például a Parkinson-kór kialakulásában meghatározó szerepet játszanak a rendezetlen fehérjék. Az MTA-TTK Enzimológiai Intézetében a Sejtarchitektúra kutatócsoport azonosított egy agyspecifikus fehérjét, a TPPP/p25-öt (Tubulin Polymerization Promoting Protein/p25), mely nem rendelkezik 3D szerkezettel, és az α-szinukleinnel való patológiás kölcsönhatása révén elősegíti annak aggregációját, toxikus oligomerek képződését, ami végül a Parkinson-kórra és egyéb szinukleinopátiákra jellemző neuronális és gliális zárványtestek kialakulásához vezet. A TPPP/p25 az un. „neomorphic moonlighting” fehérjék prototípusa, melyek mind fiziológiás mind patológiás funkció ellátására képesek azáltal, hogy eltérő partner fehérjékkel hatnak kölcsön. A specifikusan az oligodendrocitákban kifejeződő TPPP/p25 fő fiziológiás partnere a mikrotubuláris hálózat, melynek stabilitását és dinamikáját mikrotubulus kötegelő és acetilációt növelő aktivitása révén befolyásolja. A TPPP/p25 kifejeződése kulcsfontosságú az oligodendrocita sejtek differenciációja során, ezáltal nélkülözhetetlen a mielinhüvely kialakításához. A TPPP/p25 fiziológiás (tubulinnal való) illetve patológiás (α-szinukleinnel való) komplexeinek kialakításában szerepet játszó szegmensek (interface) azonosítása alapvető fontosságú specifikus gyógyszermolekulák kifejlesztéséhez, hiszen ily módon lehetséges a patológiás folyamatok befolyásolása a fiziológiás funkció megváltozása nélkül. Ezen innovatív stratégia kidolgozása a Sejtarchitektúra kutatócsoport egyik fontos kutatási projektje.

Ezekbe a kutatásokba kapcsolódtam be, célom volt a változatos biokémiai és biofizikai vizsgálati módszerek elsajátítása, majd ezek alkalmazása a csoportban rekombináns technológiával előállított biomarker fehérjék és mutánsaik szerkezeti és funkcionális jellemzése érdekében. A humán rekombináns TPPP/p25-öt és α-szinukleint, valamint ezek deléciós illetve csonkolt mutánsait E. coliban termeltettem, majd izolálás után szerkezetüket cirkuláris dikroizmussal és fluoreszcens spektroszkópiával vizsgáltam. Ezen vizsgálatok alátámasztották a kutatócsoport korábbi eredményeit, miszerint a TPPP/p25 fehérje rendezetlen (random coil), azonban a középső CORE régió képes másodlagos szerkezetet kialakítására. A TPPP/p25 mutánsok α-szinukleinnel való kölcsönhatását ELISA-val és affinitás kromatográfiával vizsgálva azt tapasztaltam, hogy bár a CORE régiót érintő bizonyos szegmensek deléciója (59-62,147-156) csökkentik a két fehérje közötti kölcsönhatást, de nem képesek azt teljesen megszüntetni. Ugyanakkor a cirkuláris dikroizmus és turbidimetriás mérések eredményei azt mutatták, hogy az TPPP/p25 azonos szegmenseinek deléciója a TPPP/p25 fiziológiás partnerével, a tubulinnal való kölcsönhatást nem befolyásolták. Ezen eredmények rámutatnak a rendezetlen TPPP/p25 fehérje konformációs változékonyságára, és arra, hogy a fiziológiás és patológiás kötőfelszínének kialakításában több szegmens is szerepet játszhat. Gyógyszertervezés szempontjából a patológiás körülmények között kialakult fehérje komplex kötőfelszíne a specifikus gyógyszercélpont, ezen komplex vizsgálata volt kutatómunkám fő célja a patológiás kölcsönhatás kialakulása szempontjából kulcsfontosságú aminosav szakaszok tekintetében módosított mutáns TPPP/p25 és α-szinuklein biomarker fehérjék segítségével.

.

szerző

  • Csaplár Marianna
    Biomérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

  • Oláh Judit
    tudományos főmunkatárs, MTA TTK Enzimológiai Intézet (külső)

helyezés

II. helyezett