Thesis supervisor: Erika Balog
Location of studies (in Hungarian): Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet Abbreviation of location of studies: SE
Description of the research topic:
Fehérjék szerkezeti és dinamikai vizsgálatának különböző kísérleti módszerei (pl. biokémiai
módszerek, röntgendiffrakció, spektroszkópiai módszerek) mellett az utóbbi évtizedekben egyre
elterjedtebbé vált a makromolekulák dinamikájának számítógépes vizsgálata. Az alapvető kérdés,
melyet a különböző kísérleti ill. számítógépes technikákkal megközelítünk az, hogy milyen a
kapcsolat a fehérje térszerkezete illetve konformációs mozgása és az általa végzett funkció között. Az
általunk használt szimulációs módszer, a molekuláris dinamika, a molekulát alkotó atomok mozgását
írja le az idő függvényében. A számítógépek fejlődésével napjainkban már nyomon követhetjük több
ezer atomból álló fehérje atomi szintű mozgását. Míg kísérletek során a molekulák sokaságának
átlagos viselkedését, addig szimuláció során egyetlen molekula mozgásának időbeli lefolyását
követhetjük nyomon. Ezért a szimulációs vizsgálatok napjainkban már fontos kiegészítői a
szerkezetet/dinamikát vizsgáló kísérleteknek, ugyanis a fehérje mozgásának számítógépes
nyomonkövetéséből olyan paraméterek számolhatóak, amelyek kísérleti eredményekkel összevetve
lehetővé teszik az eredmények mélyebb, atomi szintű értelmezését. A számítógépes vizsgálat egyik
másik fontos előnye, hogy a mozgás során kölcsönható atomok beazonosításából azokat a
kulcsszerepet játszó atomokat/aminosavakat lehet feltérképezni, amelyek a fehérje működését
meghatározzák, lehetővé téve ezzel annak befolyásolását.
Az első fehérjén végzett molekuláris dinamikai (MD) szimuláció egy olyan folyamatot indított el,
amely a fehérjéről, mint rigid strukturáról alkotott képünket alapjaiban megváltozotatta. Ezen
módszernek is köszönhető, hogy napjainkban már általánosan elfogadott tény, hogy a fehérje
rötgendiffrakciós szerkezete nem a fehérje egyetlen létező merev szerkezete, hanem egy átlagszerkezet
és a fehérje fluktuál ezen konformáció körül. Bizonyos fehérje mozgások funkcionális szerepét már
azonosították: például hemoglobin vagy mioglobin röntgendiffrakciós szerkeztét véve alapul, az
oxigén nem juthatna el a kötőhelyre csak úgy, ha elfogadjuk, hogy a fehérje szerkezet fluktuál,
átmeneti útvonalat nyitván meg így a ligandumnak.
PostDoc éveimet követően, hazatelepülésem után, külföldi kapcsolataimat megtartva folytatom a
fehérjék dinamikájának számítógépes vizsgálatát, hallgatók bevonásával, a Fidy Professzor Asszony
által vezetett kutatócsoportban. Vizsgálatainkat vízdobozban hidratált fehérjéken végezzük,
figyelembe véve így annak természetes közegét. Érdeklődésünk egyik fókuszpontában a fehérjék
kollektív mozgásainak nyomonkövetése áll. Ezen mozgások ismerete a ligandumkötődés során
fennebb említett fehérje-flexibilitás változás fontos alkotóeleme. Az általunk használt megközelítés jól
illeszkedik a doktori iskola témájába, ugyanis az in silico gyógyszertervezésnek napjainkban egyik
legnagyobb kihívása a targetmolekulák dinamikájának, flexibilitásának figyelembevétele.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2014-12-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
