|   Küldés emailben

Kutatási terület

A társadalom elöregedésével a központi idegrendszeri betegségek elterjedése, ideértve a konformációs betegségeket (pl. a Parkinson- és az Alzheimer-kór), csakúgy, mint a szklerózis multiplexet, súlyos egészségügyi, társadalmi és gazdasági problémát okoz. Ezen betegségek kialakulása többlépcsős folyamat, melyet aberráns homológ és/vagy heterológ fehérjeasszociációk indukálnak. A patológiás folyamat aggregátumok képződéséhez, és végül az agysejtek bizonyos csoportjának pusztulásához vezet.  A zárványtestek kialakulásában döntő szerepet játszó, ma már klasszikus biomarkereknek tekinthető alfa-synuclein és béta-amyloid mellett, új szereplők azonosítása alapvető jelentőségű a betegségek kialakulásáért felelős patomechanizmusok megismeréséhez, ami elengedhetetlen ezen neurológiai betegségek kezelésére alkalmas, nagy specificitású gyógyszermolekulák tervezéséhez,  fejlesztéséhez.

A Sejtarchitektúra kutatócsoport nemrég felfedezett egy agy-specifikus fehérjét, amit funkciója és molekulatömege alapján Tubulin Polymerization Promoting Protein-nek (TPPP/p25) nevezett el. Kimutatták, hogy ez a fehérje nem rendelkezik jól meghatározott 3D szerkezettel, akárcsak a neurodegenerációs betegségek marker fehérjéi, mint az alfa-szinuklein vagy a beta-amyloid. Predikciós és kísérletes módszerekkel igazolták, hogy a rendezetlen régiók a TPPP/p25 fehérje N- és C-terminális részein találhatók, melyek egy flexibilis régiót fognak közre; a fehérje ezen régiója tartalmaz ligandum és fehérje kötő szegmenseket: köti és specifikusan hidrolizálja a GTP-t; köti a cink iont, ami lokális szerkezetváltozást (molten-globula) indukál; tubulint, mint fiziológiás, valamint alfa-synucleint és beta-amyloidot, mint     patológiás partner fehérjéket.

Atipikus hiszton deacetilázok, melyek a citoplazmában fejtik ki hatásukat felelősek a tubulin acetil-csoportjának eltávolításáért. Ezek a deacetilázok a NAD-függő SIRT2 és a histone deacetylase-6 (HDAC6). Az acetiláció-vezérelt mikrotubuláris dinamika fontos fiziológiás szerepet játszik a sejtosztódásban, a mitotikus orsó kialakításában/lebontásában, a nyúlványnövekedés szabályozásában a differenciáció során, illetve patológiás szerepet a védekező mechanizmusként működő aggreszóma képződésben. Kimutatták, hogy a mikrotubulusok dinamikáját és stabilitását befolyásoló tubulin acetilációt a TPPP/p25 expressziója jelentősen növeli; ennek molekuláris mechanizmusa, amely a hatásért felelős, a HDAC6 TPPP/p25-tel való kölcsönhatása által kialakult deacetilázaktivitás-gátlás.

A TPPP/p25 patológiás körülmények között kölcsönhat az alfa-synucleinnel, ami zárványtestek képződéséhez vezet; humán agyszövetben a két fehérje kolokalizációt mutat, mely karakterisztikus a Parkinson-kórra és más synucleinopátiákra. A TPPP/p25 diszfunkciója a myelin hüvely károsodásához, azaz szklerózis multiplex kialakulásához vezet. Szklerózis multiplexes betegek gerincvelő folyadékában abnormálisan magas TPPP/p25 szintet mutattak ki, ami biomarkerként szolgálhat a betegség korai kimutatásában. A TPPP/p25 prototípusa a neomorphic moonlighting fehérjéknek, melyek eltérő fiziológiás és patológiás funkciót töltenek be a fehérje génszintű változása nélkül.

A kutatócsoport feladata a folyamatok molekuláris és sejtszintű szabályozásának, valamint azok specifikus befolyásolásának megismerése és jellemzése. Ezen kutatások eredménye értékes új információt szolgáltat a TPPP/p25 kölcsönhatásainak szerepéről a speciális funkciójú mikrotubuláris ultrastruktúrák kialakulásában, segít a fiziológiásan és patológiásan releváns komplexek gátló/aktíváló hatásainak molekuláris és sejtszintű megismerésében, ami új utat, perspektívát nyit gyógyszercélpontok azonosítására, specifikus gyógyszermolekulák tervezésére, különböző neurológiai betegségek kezelésére.

TPPP-fehérjék in silico filogenetikai vizsgálatával is foglalkoznak. Definiálták a „TPPP-szerű fehérjék” családját. Ezen belül azonosítottak és elneveztek egy új fehérjét, az apicortint, amely az apikomplexák (ide tartoznak pl. a malária kórokozói is) törzsébe tartozó paraziták egyik jellemző fehérjéje. Ún. „synteny analysis” segítségével (ami a konzervatív génblokkok kimutatásán alapul) tisztázták, hogy a halakban lévő 3 paralóg tppp gén közül az ún. „tppp3-like” az emlős Tppp2 gén ortológja. Ellentétben a másik két paralóg génnel, melyeknek genombeli pozíciója konzerválódott a gerincesekben, ennek a génnek a helye már a halakban sem állandó. Rámutattak arra a problémára, hogy a gazda-genomok könnyen szennyeződhetnek parazita-szekvenciákkal, amit két nemrégen publikált gerinces genom példáján igazoltak. Filogenetikai elemzéssel megállapították az eddig még nem ismert, az apikomplexák közé tartozó szennyezők rendszertani helyét. Egyikük a Nephroisospora nembe tartozik, amelyből eddig csak egyetlen faj volt ismeretes.

Együttműködő partnerek

Prof. Perczel András, Eötvös Loránd Tudományegyetem,  Kémiai Intézet
Prof. Magyar Anna, Eötvös Loránd Tudományegyetem,  Kémiai Intézet
Prof. Fidy Judit, Semmelweis Egyetem, Biofizikai Intézet
Prof. Berki Timea, Pécsi Tudományegytem, Immunológiai Intézet
Prof. Dombrádi Viktor, Debreceni Tudományegyetem, Orvosi Vegytani intézet
Prof. Penke Botond, Szegedi Tudományegyetem, Orvosi Kémiai Intézet
Prof. Vécsei László, Szegedi Tudományegyetem, Neurologiai Intézet
Prof. Kovács G. Gábor, Institute of Neurology, Medical University of Vienna, Austria
Prof. Manfed Jung, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Germany
Prof. Marival Bermejo, Institute of Pharmacology, Miguel Hernández University, Spain
Dr. Pierre Lau, National Institute of Neurological Disorders, NIH, Bethesda, USA
Prof. Victor Norris, Faculty of Science, University of Rouen, France

Főbb műszerek, berendezések

Nuare biológiai biztonsági kabinet, Biosafe II szint (Class II),
Nuare légköpenyes CO2-inkubátor,
Hepa-filterrel, automatikus CO2 szabályozással,
Olympus inverz CKX41 mikroszkóp élősejtes, fáziskontraszt vizsgálatokra,
Olympus C5050 automata kamera (5.0 MP) kiegészítéssel.
Cary 50 UV-látható Spektrofotométer (Varian)
Cary 100 UV-látható Spektrofotométer (Varian)
Fehérjék/kismolekulák koncentrációjának és spektrumának meghatározása, enzimkinetikai, paralell metabolikus fluxus detektálására.
Fehérje preparáláshoz és jellemzéshez szükséges készülékek, műszerek:
Amicon töményítő cellák, gélelektroforézis és Western-blott készülék, kromatográfiás oszlopok, Eppendorf-centrifuga.
Mathematica szoftver v. 4.1. (Wolfram Research): Többszörös egyensúlyi reakciók matematikai modellezése.

Közös műszer: Zeiss LSM 710 konfokális mikroszkóp (Felelős: Tőkési Natália)
Konfigurációja:
Lézerek:

diode laser (405 nm), 30mW
Ar-laser (458, 488, 514 nm), 25 mW
HeNe-laser (543 nm), 1 mW
HeNe-laser (633 nm), 5 mW
Objektívek:

Plan Apo 10x, N.A.=0.3
Plan Apo 20x, N.A.=0.8 (DIC)
Plan Apo 40x, N.A.=1.4
Plan Apo 63x, N.A.=1.4 (DIC)
Szoftver:

ZEN 2011 alap szoftver
FRET modul licensz
FRAP modul licensz
Detektor:

Spectral detection: Standard: 2, simultaneous confocal fluorescence channels

Aktuális pályázatok

A rendezetlen TPPP/p25 fiziológiás és patológiás kölcsönhatásai: kötő motívumok feltérképezése
OTKA
K-101039 (2012-2016)

Témavezető: Ovádi Judit

A TUBULIN POLIMERIZÁCIÓT PROMÓTÁLÓ PROTEIN (TPPP/p25) SZEREPE AZ IDEGRENDSZER SEJTVÉDŐ FOLYAMATAIBAN, AZ AUTOFÁGIÁBAN, A PROTEASZÓMA ÉS AGGRESZÓMA RENDSZEREKBEN Egy peptidomimetikus foldamer, mint lehetséges szinukleinopátia elleni gyógyszermolekula            OTKA K-112144 (2015-2017)

Témavezető: Ovádi Judit

Zinc-Net: the Network for the Biology of Zinc
EU COST Action TD1304 (2013-2017)

Epigenetic Chemical Biology (EPICHEM)
EU COST
Action -TD0905 (2014-2018)

Oktatási tevékenység

Hazai egyetemi és poszt-graduális képzés: 2 DSc fokozat, 10 PhD és 12 diploma munka/TDK dolgozat
Külföldi egyetemi és poszt-graduális képzés: 2011 Cordoba (Argentina)
(EU-Latin-Amerika projekt keretében)           2012 Araraquara (Brazilia)
Egyetemi külső bizottsági tagság: ELTE Biológia Doktori Iskola Bizottság, ELTE TTK Habilitációs Bizottság

Csoportvezető

Dr. Orosz Ferenc, tudományos tanácsadó
Publikációk

Munkatársak

Dr. Ovádi Judit, professzor emerita
Publikációk

Dr. Oláh Judit, tudományos főmunkatárs
Publikációk

Dr. Lehotzky Attila, tudományos munkatárs
Publikációk

Dr. Vincze Orsolya, tudományos munkatárs
Publikációk

Dr. Szénási Tibor, tudományos segédmunkatárs

Publikációk

Szunyogh Sándor, tudományos segédmunkatárs

Szabó Adél, PhD hallgató, BME

Csaplár Marianna, MSc, BME

Kovács Kinga MSc, BME