|   Küldés emailben

Általános kutatási terület

A fehérje szerkezet, illetve szerkezet nélküliség és a fehérje kölcsönhatások és funkciók összefüggéseinek vizsgálata számítógépes biológiai eszközökkel. A fehérje rendezetlenség és a rendezetlen fehérjék kölcsönhatásainak szerepe rákos megbetegedések kialakulásában. Fehérje kölcsönhatások és funkciók lehetséges modulációinak feltérképezése dokkolási technikák használatával globuláris és transzmembrán fehérjék esetében.

Főbb kutatási témák

Globuláris fehérjék

A csoport a megalapításától kezdve részt vett a globuláris fehérjék szerkezeti kutatásában. A fehérje szekvenciákon és szerkezeteken végzett vizsgálatok alapján számos predikciós módszert fejlesztettek ki, mint például a diszulfid hídban lévő ciszteinek becslésére szolgáló CYSREDOX web szerver. Kidolgozták a stabilizációs centrumok fogalmát, amellyel a szerkezet stabilizáló nem-kovalens keresztkötések leírhatók. Emellett a stabilizációs centrumban résztvevő aminosavak azonosítására és predikciójára szolgáló módszereket is kidolgoztak, amelyek rendre a fehérje szerkezetből, illetve szekvenciából dolgoznak (SCide, SCpred, SRide web szerverek). Ezen eredmények segítségével a csoport munkatársai le tudták írni többek között az MHC fehérjék stabilitásának funkcionális szabályzását, a TIM barrel szerkezeti elemek tulajdonságait és a  PD-(D/E)XK restrikciós endonukleázok divergens evolúcióját. Számos fehérje szerkezeti tulajdonságát határozták meg molekula mechanikai és molekuladinamikai szimulációk segítségével. Ezen módszerek segítségével rávilágítottak a hidrációs burok szerepére a fehérje-DNS kölcsönhatásokban. Emellett meghatározták a fémionok szerepét az endonukleázok működésében. A csoport legújabb eredményei a rendezett fehérjék kutatásában a biokémiai reakciók modellezésének új metodológiájának kidolgozásában születtek. Emellett a csoport munkatársai aktívan részt vesznek gyógyszerfejlesztési szempontból érdekes, ismert térszerkezetű célfehérjék modellezésében és vizsgálatában, vHTS (virtual high throughput screening) számítások segítségével. Ezzel párhuzamosan hatékony, nagyméretű adatbázisokon is alkalmazható konszenzus virtuális szűrési protokollokat fejlesztenek és tesztelnek.

Transzmembrán fehérjék

A 90-es évek második felében a csoport kutatásában egyre inkább előtérbe kerültek a transzmembrán fehérjék. Rámutattak, hogy a rendezetlen fehérjék szekvencia illesztése speciális módszereket igényel, valamint hogy a transzmembrán fehérjék topológiája egy maximális valószínűségű állapotnak felel meg, amely egy rejtett Markov módszerrel meghatározható a szekvenciából. Ezek a felismerések adták a csoport által kidolgozott, széles körben használt DAS, DAS-TMfilter és HMMTOP predikciós módszerek alapját. Emellett a csoport munkatársai kidolgoztak egy algoritmust, amellyel meghatározható a transzmembrán fehérjék szerkezetéből a membrán pontos helye (TMDET szerver). A hetente frissülő PDB_TM adatbázis ennek segítségével készült. Emellett kifejlesztettek két másik adatbázist is, a TOPDB-t, illetve a TOPDOM-ot, melyek kémiai és biokémiai adatokat tartalmaznak. Mindhárom adatbázis keresőmotorral van felszerelve és nyilvánosan elérhető az interneten keresztül. Ezen jelentős általános elméleti és metodológiai munkák mellett a csoport jelentős kutatást végzett az ABC traszporter fehérjékkel kapcsolatban és megmutatta a prion fehérjék transzmembrán eredetét is.

Rendezetlen fehérjék

A csoport az elmúlt évek nemzetközi szinten legnagyobb elismerését kiváltó munkái a rendezetlen fehérjék kutatásából születtek. Ezen fehérjék alapvető jellemzője, hogy natív körülmények között sem vesznek fel egy jól meghatározott, időben állandó szerkezetet, azonban a szerkezetet hiányával együtt is funkcionálisak és esszenciális szerepet töltenek be különböző jelátviteli és szabályzási folyamatokban. A csoport egyik legfőbb hozzájárulása a rendezetlen fehérjék elméleti leírásához ezen fehérjék statisztikus potenciálokkal való kezelése volt, mely lehetővé tette egy új módszer kifejlesztését, melynek segítségével a fehérje rendezetlenség becsülhető egyedül a fehérje szekvencia alapján (IUPred módszer). Továbbá a hasonló elvek alapján kifejlesztett ANCHOR módszerrel a csoport elsőként adott egy általánosan használható, szabadon hozzáférhető eszközt a kutatók kezébe, mellyel szintén a szekvencia alapján becsülhetők a rendezetlen fehérjék kötőhelyei is. A csoport mindkét módszert nyilvános web szerver formájában működteti. Ezen módszerek használatával a csoport munkatársai rávilágítottak a fehérje rendezetlenség rákos betegségek kialakulásában betöltött szerepére is, valamint további alapvető munkákat folytattak a lineáris motívumok és a rendezetlen fehérjék funkcionális helyei közötti kapcsolat feltárásában. Sikerült megmutatni, hogy a lineáris motívumok főként rendezetlen fehérje szegmensekben fordulnak elő, valamint hogy szoros kapcsolat van a lineáris motívumok szelvencia alapú és a rendezetlen kötőhelyek szerkezeti alapú megközelítése között. Emellett számos konkrét fehérje példán demonstrálták a rendezetlenség funkcionális szerepét, mint például a transzkripciós szabályzásban résztvevő mediátor komplex és a dUTPáz és a transzglutamináz szubsztrát specificitása.

Aktuális együttműködések

A csoport számos rangos hazai és nemzetközi csoporttal és intézettel működik együtt.

Főbb műszerek, berendezések

Számítógépek.

Oktatási tevékenység

Simon István részt vesz az ELTE TTK fizikus alapképzési programjában, illetve az ELTE fizikus doktori iskolájának biológiai fizika programjában, valamint a Szegedi Egyetem magántanára. A csoport rendszeresen hirdet meg és vezet témát TDK, BSc, MSc és PhD szinten is Simon István és Dosztányi Zsuzsanna vezetésével.

Csoportvezető

Dr. Simon István, PhD, DSc, tudományos tanácsadó
Publikációk

Munkatársak

Dr. Magyar Csaba, PhD, tudományos főmunkatárs
Publikációk

Dr. Mészáros Bálint, PhD, tudományos munkatárs
Publikációk

Fichó  Erzsébet, tudományos segédmunkatárs