Kristóf, Jakab2024. július 25., csütörtök
Tudomány

Fehérjemolekulák vizsgálata jégbe fagyottan

2023.02.07.NG
National Geographic Magyarország

Perczel András kutatócsoportja univerzális jelentőségű fehérje térszerkezetét határozta meg krio-eletronmikroszkóppal. Felfedezték, hogy egy hasznosnak tűnő antibiotikum is képes az emberi szervezetben létfontosságú fehérjéket blokkolni. Tanulmányuk a Chemical Science címlapjára került.

Az ábra azt mutatja, hogy a meropenem nevű antibiotikum molekula hogyan kötődik az AAP fehérjéhez, aminek következtében az AAP nem tudja többé betölteni a katalizátor szerepét.
Forrás: ELTE

 

Ha részleteiben meg akarjuk érteni, hogyan működnek a fehérjék és más makromolekulák szöveteinkben és sejtjeinkben, akkor fel kell térképeznünk térszerkezetüket és kölcsönhatásukat. Az atomi szintű hálózat vizsgálatára a krio-elektronmikroszkópia nemrégiben vált alkalmassá, és széles körben is rendkívül hatékonynak bizonyult. A speciális mikroszkóppal a fehérjemolekulákat -137°C alatti hőmérsékleten vizsgálják, ahol felderíthetővé válnak a belső mozgások és a kölcsönhatások is – olvasható az ismertetés az ELTE weboldalán.

A vitrifikálás (gyors lefagyasztás) megőrzi és rögzíti a makromolekulák természetes téralkatát, ideális esetben sokféle orientációban, úgy, ahogy a molekulák éppen az oldatban forognak. Az elektronnyaláb kölcsönhatásba lép a vizsgált mintával, a szóródásával létrejövő képeket feldolgozva a molekulára jellemző 3D-alakzatok (2D vetületei) csoportokba rendezhetők. Ezután történik a képalkotás, hasonlóan a makroszkópikus világban alkalmazott 3D-scanneléshez, amelynek során a sokféle irányból készített felvételekből rekonstruálható lesz egy tárgy térbeli alakja.

A 2017-ben Nobel-díjjal elismert krio-EM módszer nagy méretű molekuláris struktúrák, akár vírusok vagy riboszóma, proteaszóma és más fehérje-multimerek és komplexek 3D-szerkezeteinek és molekuláris kölcsönhatásainak feltérképezésére, de akár hatóanyagok tervezésének támogatására alkalmas. A kutatásban új lehetőségeket megnyitó módszert használja az NKFIH Top 50 kutatóhelye között szereplő ELKH-ELTE Fehérjemodellező Kutatócsoport és Szerkezeti Kémiai és Biológiai Laboratórium is a nagyobb fehérjék szerkezetkutatásában.

Az ELTE kutatói korábban meghatározták az AAP (acilaminoacil-peptidáz) enzim-tetramer térszerkezetét, amelynek emlősökben előforduló formája addig ismeretlen volt. Az AAP a szervezet egyik legfontosabb hibajavító rendszerét támogatja, segítve a hibásan feltekeredett és sérült fehérjék lebontását. Az AAP gátlása például az oxidatív stressz hatására károsodott fehérjék felhalmozódásához vezet a szervezetben, ami közismerten malignus átalakulásokhoz vezethet. Az AAP aktív centruma egyedülálló: a katalitikus szerin (Ser587) nagyobb konformációs szabadságot kap, így a klasszikus szerin-proteáz katalitikus triád fellazul, az aktív és az inaktív konformációk között váltakozik. A meropenem kötődésekor az aktív hely átrendeződik, és az AAP többé nem tudja betölteni a katalizátor szerepét.

Perczel András, az ELTE Szerves Kémia Tanszék vezetője és kutatótársai – Kiss-Szemán Anna, Jákli Imre, Harmat Veronika és Karancsiné Menyhárd Dóra – mostani munkájuk során igazolták, hogy egy gyakran használt, penicillinszerű antibiotikum amellett, hogy hatékonyan harcol a baktériumok ellen, gátolja az emberi szervezet AAP proteáz enzimének működését. Az AAP és a meropenem nevű antibiotikummal képzett komplexének szerkezetét vizsgálva világossá vált, hogy az antibiotikum az enzim aktív helyéhez kötődik kovalensen, így irreverzibilisen gátolja azt.

A meghatározott szerkezet az első, amely egy emlős (az emberihez nagyon hasonló) enzim és egy penicillin-származék komplexéről készült. Az eredmény hozzájárul az AAP működésének jobb megértéséhez, alapját képezheti újfajta terápiás megoldások kidolgozásának, valamint bepillantást enged azokba a mechanizmusokba, amelyek révén az antibiotikumok mellékhatásokat okozhatnak az emberi fiziológiában.

Csökkent a britek cukorfogyasztása az extraadó bevezetése óta

Csökkent a britek cukorfogyasztása az extraadó bevezetése óta

A kedvező változást mind a gyerekek, mind a felnőttek korosztályában észlelni lehet, azt követően, hogy bevezették a cukoradót.

Elektronikai hulladékból lehet ritkaföldfémeket bányászni

Elektronikai hulladékból lehet ritkaföldfémeket bányászni

A ritkaföldfémek nem véletlenül kapták nevüket, valóban ritkán lehet bányászni őket, azonban az elektronikai iparnak szüksége van rájuk.

45 millió dollárt fizettek egy dinócsontvázért

45 millió dollárt fizettek egy dinócsontvázért

Az Apex nevű példány egy rendkívül ép csontvázú sztegoszaurusz.

Száz éve nem találtak ennyire teljes dinókövületet Nagy-Britanniában

Száz éve nem találtak ennyire teljes dinókövületet Nagy-Britanniában

A 120 millió éve élt állat csontjaira a Wight-szigeten, a Compton-öböl területén bukkantak rá.

Részben föld alatt élt ez a dinoszaurusz

Részben föld alatt élt ez a dinoszaurusz

A kréta időszak közepén élt állat élete egy részét földbe vájt üregeiben töltötte el.

National Geographic 2024. júliusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket