Fehérjekutatás: Szegedi kutatókkal együttműködve találtak új megoldást

Betegségek által sérült fehérjehálózatok kijavítására találtak új megoldást közösen a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont Gyógyszerinnovációs Központjának és a HUN-REN-SZTE Biomimetikus Rendszerek Kutatócsoportjának kutatói, akik együtt dolgoztak a fehérjekutatás során– közölte a Magyar Kutatási Hálózat (HUN-REN) hétfőn.

Fehérjekutatás: Nobel-díjas téma

A fehérjék sok feladatot látnak el a szervezetben, de bizonyos fehérjéknek olyan egyedi és kifinomult a működése, hogy a megfejtése igen komoly kihívás elé állítja a kutatókat. A tavaly évi kémiai Nobel-díjat is fehérjékhez köthető kutatásokért ítélték oda. Demis Hassabis és John Jumper a fehérjék szerkezetének előrejelzésével, David Baker pedig új fehérjék tervezésével érdemelte ki. Több tízezer egyedi szerkezetű fehérje található egy sejten belül, amelyek a fehérje-fehérje kölcsönhatásokon keresztül hálózatokat alkotnak. Ezek a kölcsönhatások kulcsfontosságú eseményeket képesek befolyásolni, például szerepet játszanak új sejtek létrejöttében, a sejtek működésében és végül halálukban. Sok betegségben erre a kölcsönhatására épülő kommunikációs hálózat sérül, emiatt nem tud egyáltalán létrejönni, vagy esetleg nem kívánt kapcsolódás alakul ki. A lehetséges gyógymód az érintett fehérjék közvetlen kommunikációjának a helyreállítása lehet – állítják a kutatók. Mivel nagy felületen alakulnak ki és az alakjukat is változtatják, emiatt a fehérjék közti kölcsönhatást nehezen lehet befolyásolni. Erre szolgál megoldást a többi fehérjéből származó, szerkezetileg stabil fehérjedarabkák, vagy az azokat utánzó mesterséges kölcsönható molekulák felhasználása. Ezek képesek illeszkedni az érintett fehérje felszínére.

A kutatók sikeresen dolgoztak ki egy olyan általános módszert, amely segítségével az érintett fehérjék jellegétől és szerkezeti sajátosságaitól függetlenül képes azonosítani a kölcsönható fehérjét utánzó mesterséges molekulákat. Ehhez olyan molekulagyűjteményt hoztak létre, amelyekből képes az érintett fehérje maga kiválasztani a kölcsönható molekulát, a gyűjteményben kódolt leggyakoribb kölcsönhatási mintázatok alapján. Eredményeikről az Angewandte Chemiea című szakfolyóiratban jelentettek meg cikket. A kutatók UV-fényérzékelő segítségével azonosították a kötődő molekulákat, amelyek a fehérje tömegét változtatják meg, ezáltal válva mérhetővé. Lehetővé teszik a kölcsönható felületek feltérképezését meg a hatékony, kisebb molekulák kifejlesztését is. A kidolgozott módszert mindkét alapesetre vizsgálták: a nem kívánt kölcsönhatások megakadályozására és a hiányzók pótlására. 

Segíthet a rák gyógyításában

Onkológiai betegségekkel összefüggésben bizonyították, hogy a molekulák gátolhatják a káros fehérje-összekapcsolódást vagy helyettesíthetik a hiányzó partnereket. A sejtekben található fehérjék kölcsönhatásán alapuló jelátviteli útvonalaknak meghatározó szerepe van a rák kialakulásában és terjedésében – fejtette ki Keserű György Miklós, a HUN-REN TTK Gyógyszerinnovációs Központ igazgatója. 

Ezeket a kölcsönhatásokat és így az érintett jelátviteli útvonalakat specifikusan tudják befolyásolni az új eljárás segítségével. A tumorok mintegy 30 százalékában érintett és több fehérjével is kölcsönhatni képes K-Ras-fehérjét, a genetikai átírásban szerepet játszó STAT3-fehérjét, valamint az egyes onkogén mutációk terjedéséért felelő faktorokat is sikerrel célozták meg a kutatók. A módszerrel a megbetegedések hátterében álló, kölcsönhatásokban szerepet játszó fehérjéket, azaz potenciális gyógyszercélpontokat tudnak jellemezni és validálni. Az eljárással olyan molekulákat lehet azonosítani, amelyek képesek a fehérjék hálózati kommunikációjában betegségek miatt kialakuló hibákat a kölcsönható partnerek utánzásával javítani – hangsúlyozta Martinek Tamás, a a Szegedi Tudományegyetem professzora. 

A módszer nagy értéke, hogy a célzott fehérjeszerkezet hiányában és kölcsönható partnereinek jellemzése nélkül is sikeresen alkalmazható, emiatt remélik, hogy a gyógyszerkutatás folyamatában széles körű alkalmazásra talál majd.