|   Küldés emailben

Általános kutatási terület

Tompa Péter alapvetően járult hozzá a fehérjék szerkezeti rendezetlenségének felismeréséhez, majd a jelenség részletes vizsgálatához és értelmezéséhez. Kutatásai fókuszában továbbra is ennek a szerkezeti jelenségnek a vizsgálata és értelmezése áll. Koncepciójának lényege, hogy a rendezetlenség funkcionálisan jelentős szerkezeti kategória, amely részletes jellemzése a fehérjék szerkezet-funkció összefüggésének teljesebb megértéséhez vezet, ami jelentős elmé-leti és gyakorlati haszonnal is jár. A rendezetlenség részben a hagyományos szerkezet-funkció összefüggés logikájától eltérő funkcionalitást jelent, amiben rövid felismerő motívumok, domének adaptív partner felismerése és rendezetlen összekötő (linker) régiók biztosítják a funkció kialakulását. Ezek megértése koncepcionálisan új megközelítést kíván, amelyben nem egyszerűen egy szerkezet megoldása a célunk és feladatunk, mivel a funkcionálisan fontos információt a szerkezeti sokaság, a kötött állapotban kialakuló szerkezet(ek), a kötődés kine-tikája és termodinamikája, a rendezetlen régiók evolúciós története, variabilitása és felismerő szakaszok konzervációja hordozza. Ennek megértéséhez sokféle módszerrel kapott megfigye-lések együttes értelmezésére van szükség. Kutatásainkban így a bioinformatikai, elméleti vizsgálatokat és in vitro valamint in vivo kísérletes megközelítéseket egyaránt használunk, és együtt értelmezzük a szerkezet-funkció paradigma kiterjesztése érdekében. Kutatásaink álta-lános, genom szintű elméleti vizsgálatokat és egyes fehérjék részletes szerkezeti-funkcionális vizsgálatait is magában foglalják.

Főbb kutatási témák

Laboratóriumunkban ismertük fel a rendezetlenség és chaperone (dajkafehérje) funkció kapcsolatát. Rendezetlen növényi stresszfehérje (ERD14) részletes vizsgálatával kívánjuk igazolni a rendezetlenség funkcionális következményeit. Kísérleteinkben élő sejtekben (E. coli) in cell NMR mérésekkel írjuk le az ERD14 rendezetlen szerkezeti sokaságát. A sejteket stressz körülmények (magas só, magas hőmérséklet) között vizsgálva megállapítjuk a sejt túlélésére gyakorolt hatást. Különböző mutánsok vizsgálatával részletes szerkezet-funkció összefüggéseket kívánunk felállítani.
Ugyanezen sejtes rendszer használatával keressük a választ a rendezetlen fehérjék in vitro proteolitikus érzékenysége és in vivo működése közötti látszólagos ellentmondásra. Mivel E. coli sejtekben NMR mérések segítségével az ERD14 fehérje rendezetlensége közvetlenül kimutattuk, a transzláció gátlását követő fehérjeszint csökkenés nyomon követésével a fehérje életidejét pontosan mérjük. Előkísérleteink szerint a rendezetlen fehérje a proteolitikus rendszer(ek) szabályozottsága miatt védett a lebomlással szemben.
A rendezetlenség és chaperone kapcsolat további vizsgálatát a Deinococcus radiodurans Nudix hidroláz vizsgálatával kívánjuk megvalósítani. Az extrém sugárzás-tűrő baktérium adaptációjában olyan rendezetlen szakaszok megjelenése is szerepet játszik, amelyek kulcsszerepet játszó enzimek stabilitását intramolekuláris chaperone hatással biztosíthatják. Vizsgálatainkban a teljes hosszúságú, illetve rendezetlen szakasz nélküli hidroláz aktivitásvesztését stressz körülmények (fagyasztás, liofilizálás, radioaktív besugárzás) követjük nyomon.
Bioinformatikai vizsgálatokat tervezünk a rendezetlen fehérjék partnerfelismerése specifitása és kötéserőssége között kapcsolat megállapítására. A specifitás és kötéserősség „szétkapcsolása”-nak részletes vizsgálatára olyan adatbázis összeállításár tervezzük, amely kötési adatokat (szabadenergia, entalpia, entrópia) tartalmaz olyan rendezetlen fehérje komplexekre, amelyek szerkezete megtalálható a Protein Data Bank (PDB)-ben. A szerkezet és termodinamikai paraméterek részletes összehasonlító vizsgálatával és rendezett komplexek hasonló adataival való összehasonlító vizsgálatát tervezzük.
Bioinformatikai vizsgálataink során részletesen vizsgálni kívánjuk különböző fajta rövid felismerő motívumainak kapcsolatát, egymáshoz való viszonyát is. A rendezetlen fehérjék gyakran molekuláris felismeréssel funkcionálnak, amiben rövid motívumok (Eukaryotic Linear Motifs, ELM, Molecular Recognition Features, MoRFs) vesznek részt. Ezek szekvenciális tulajdonságait korábban részletesen elemeztük. Jelen terveinkben arra a fontos kérdésre keressük a választ, hogy mi ezen elemek viszonya az aggregációra hajlamosító lokális elemekkel, valamint az antigén felismerésért felelős szekvenciális motívumokkal. A kérdés fontosságát az adja, hogy ezen rövid elemek is hasonló fizikai paraméterekkel rendelkeznek, ugyanakkor egészen más evolúciós kényszereknek kell megfelelniük, amennyiben a kölcsönhatás maximalizálása mellett pl. az aggregációs hajlam minimalizálása a cél. A kérdés megválaszolására adatbázist állítunk össze a fehérje-fehérje kölcsönhatásban szerepet játszó rövid motívumokról, az antigenicitásért felelős szakaszokról, és amilidogén (aggregációra hajlamos) szakaszokról. A három adatbázis részletes elemzésével (hossz, aminosav összetétel szekvencia motívumok, fizikai paraméterek, stb…) keressük a választ az egyes típusok közötti eltérésekre.

Aktuális együttműködések

Kju Hon Han, KRIBB, Dél-Korea

Robert Konrat, Institute of Biomolecular Structural Chemistry, University of Vienna

Richard G. Pestell, Thomas Jefferson University, USA; Sidney Kimmel Cancer Center, USA

Poppe László, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Főbb műszerek, berendezések

Akta Explorer fehérje tisztító rendszer
Fluoreszcens plate leolvasó (Synergy)
Spektrofotométer (Jasco)
Fluoriméter (Jasco)
Gradiens PCR (Eppendorf)
TransBlot turbo (BioRad)
SnapID (Millipore)

Oktatási tevékenység

Rendezetlen fehérje kurzus ELTE Biológiai Doktori Iskola programban

Szakdolgozó és TDK hallgatók ELTE, PPKE, BME

Csoportvezető 

Dr. Tompa Péter, tudományos tanácsadó, csoportvezető
Publikációk

Munkatársak  

Tantos Ágnes                          Tudományos főmunkatárs

Schád Éva                                 Tudományos munkatárs

Némethné Szabó Beáta         Tudományos munkatárs

Horváth Tamás                      PhD hallgató

Mészáros Attila                      PhD hallgató

Murvai Nikoletta                   PhD hallgató