témavezető: Páli Tibor
helyszín (magyar oldal): ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Biofizikai Intézet helyszín rövidítés: SZBK
A kutatási téma leírása:
A proteomika, a teljes genom adatbázisok korában sokkal könnyebb a fehérjeszekvenciákat hozzárendelni egyes biológiai funkciókhoz, mint akár csak egy évtizeddel ezelőtt. A fehérjék döntő többségenek natív szerkezetet szükséges, natív környezetben a megfelelő működés érdekében. A natív szerkezet a biológiai aktivitás során változik, de az átlagos konformáció ennek ellenére jellemző az adott fehérjére. A szerkezetbiológia célja a biomolekulák szerkezetének meghatározása különböző térbeli és időbeli felbontásokkal. A kísérleti erőfeszítések többnyire a klasszikus szerkezeti biológiai technikákra támaszkodnak, nevezetesen a röntgenkristályosításra és az NMR-el történő szerkezet meghatározására. A membránfehérjék klasszikus szerkezetbiológiája azonban riasztóan elmarad az oldható fehérjékétől, mivel alkalmazásukhoz a membránfehérjéket ki kell venni natív környezetükből, a lipid kettősrétegből. Ezenkívül e struktúrák biológiai, funkcionális relevanciája mindig kérdéses és ellenőrizendő. Ezért nem meglepő, hogy a 100 ezernél is több ismert fehérjeszerkezet között csak néhány száz transzmembrán membránfehérje van, míg az emberi genomban lévő gének nagyjából 30%-a ilyen fehérjéket kódol. Óriási az érdeklődés a membránfehérje-szerkezetek és az alternatív megközelítések iránt. Korábban molekuláris mechanika és spektroszkópiai strukturális adatok felhasználásával "manuálisan" modelleztük a citokróm c membránbeli elhelyezkedését, saját membránbeli távolságméréseink alapján. Azonosítottuk az M13 bakteriofág fő bevonófehérjéjének azon vázszerkezeteit, amelyek a membránokban mért szerkezeti adatokkal (oldalláncok mobilitása és membrán elhelyezkedése) a leginkább kompatibilisek. Meghatároztuk, hogy a detergens vezikulákban NMR-el mért szerkezetek közül melyek lehetnek funkcionálisan relevánsak. A bioinformatika, a szekvencia-alapú előrejelzések, a hurokadatbázisok és a molekulamechanika ötvözésével megjósoltuk a citokróm b561 membránfehérje-család konzervált négy-hélix transz-membrán kötegének alapvető konformációját. Megadtuk az elméleti keretet a transzmembrán alfa-hélix és a béta hordó kötegek orientációjának méréséhez egy foszfolipid kettősrétegben, polarizált csillapított teljes visszaverődés (ATR) FTIR spektrumukból, amelyeket aztán gramicidin A és V-ATPáz polipeptidek szerkezetmérésére használtunk. A jelen projekt fő célja a meglévő fehérje-szerkezet előrejelzési technikák fejlesztése, modern predikciós eljárások és kísérleti korlátok bevonásával, a membránfehérjékre összpontosítva. Ezt a célt a következő lépésekkel fogjuk elérni:
• Neuronhálós módszereket installálunk, finomítunk és használjuk az adott ismeretlen szerkezetű fehérje strukturális jellemzőinek előrejelzésére a szekvenciájából. Kezdetben a vizsgálatot homológ membránfehérjékre korlátozzuk.
• A megjósolt szerkezeti jellemzőket mechanikai peremfeltételekké alakítjuk, és konformáció keresést végzünk egy aminosav felbontású molekulamechanikai potenciáltérben.
• A legalacsonyabb virtuális szabad energiájú szerkezeteket választjuk ki és tovább optimalizáljuk atomi felbontású molekulamechanikai szimulációkban. Ezekben a szimulációkban kísérleti korlátokat is használunk, ha ezek rendelkezésre állnak az irodalomból, vagy ha a csoportunkban mértünk ilyeneket.
előírt nyelvtudás: angol középfok felvehető hallgatók száma: 2
Jelentkezési határidő: 2021-08-31
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).
Bejelentkezés
