Thesis supervisor: Levente Herényi
Location of studies (in Hungarian): Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet Abbreviation of location of studies: SE
Description of the research topic:
A téma ötlete a 90-es évekre nyúlik vissza, amikor újonnan létrejövő kutatócsoportunkban a fehérjék dinamikai tulajdonságainak vizsgálatát tűztük ki célul. Olyan kérdésekre kerestük a választ, mint hogy
a) miként történik a biológiai makromolekulák nem kovalens kötések által vezérelt reakcióiban az információátadás a funkcionális csoport és környezete között?
b) mit jelent a fehérje-környezet a funkcionális csoport számára; csupán a közeli aminosav csoportok jelenléte és konfigurációja érdekes, vagy a fehérje-környezet egésze szerepet kap?
c) miként értesül a funkcionális csoport arról, hogy a fehérje egészében esetleg csupán egészen kismértékű konformációváltozás történt?
Az ilyen vagy ehhez hasonló kérdésekre adandó válaszok alapján dőlhet el például az, hogy egy enzimreakció realizálódik, vagy meghiúsul. Ebből származik az a tapasztalatunk, hogy a biológiai (makromolekuláris) rendszerek biokémiai szerepének szempontjából nemcsak a fizikai módszerekkel atomi részletességgel meghatározható térszerkezet, hanem annak belső mozgásai, valamint külső és belső kölcsönhatásai is szerepet játszanak. A molekulák egyes tartományainak nagy amplitúdójú kollektív mozgása, más tartományok rigiditása, vagy éppen flexibilitása gyakran előfeltétele a biológiai szerep betöltésének.
Úgy gondoltuk, hogy a válaszokhoz az energia viszonyok megismerésén keresztül vezet az út. Sőt, talán azt is megkockáztathatjuk, hogy a működés megértéséhez a térbeli szerkezetek megismerésénél fontosabb az energia viszonyok ismerete. Munkacsoportunkban olyan kísérleti módszerek állnak rendelkezésre, amelyek alkalmasak biológiai (makromolekuláris) rendszerek működését lehetővé tevő dinamikai feltételek felderítésére. A vizsgált rendszereink szerkezetét illetve annak változását a leggyakrabban optikai, spektroszkópiai módszerekkel követjük nyomon. A fluoreszcencia- és foszforeszencia-spektroszkópiai mérések elsősorban a fluorofórok közvetlen környezetében lezajló változásokra érzékenyek.
Ehhez kapcsolódóan tanulmányozzuk a fotoszenzibilizáció lépéseit is. A kérdés itt is az, hogy celuláris és szubceluláris szinten milyen funkcionális kölcsönhatások léphetnek fel.
A vizsgálataink tárgyát fehérjék, nukleoproteinek és modellmembránok széles skálája képezi. Az eredmények értelmezésére sok esetben termodinamikai, illetve statisztikus fizikai modelleket alkalmazunk.
Login
