Új módszer a fehérjék szerkezetének meghatározására

Az ELTE Biokémiai Tanszék és az MTA-ELTE NAP B Neuroimmunológiai Kutatócsoport munkatársai – Kardos József, Micsonai András és Kernya Linda – új módszert dolgoztak ki a fehérjék szerkezetének meghatározásához: az eredmények hozzájárulhatnak többek között az Alzheimer-kór és a Parkinson-kór megértéséhez. A kutatók együttműködnek a franciaországi SOLEIL Szinkrotron Létesítmény és az Oszakai Egyetem Fehérjekutató Intézetének kutatóival. A publikáció az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában jelent meg.

A hazai kutatók a fehérjék másodlagos szerkezetének cirkuláris dikroizmus spektroszkópiával történő meghatározására dolgoztak ki új módszert. A metódus legnagyobb előnye, hogy alkalmas a fehérjekonformációs, illetve neurodegeneratív betegségekben – mint például az Alzheimer- vagy Parkinson-kór – érintett fehérjék különböző formái szerkezetének in vitro vizsgálatára. Az eredmények hozzájárulhatnak a kóros fehérjeaggregáció mechanizmusának és a szerkezet-patofiziológiai hatás összefüggéseinek megértéséhez.

A kutatók számára rendkívül nehéz feladatot jelent a fehérjeaggregáció pontos hátterének, a fehérjeaggregátumok és amiloid szálak szerkezetének meghatározása: ezekben az esetekben az olyan atomi felbontású módszerek, mint a Röntgen-krisztallográfia vagy az NMR spektroszkópia általában nem használhatóak. A cirkuláris dikroizmus spektroszkópia, amely a jobbra és balra cirkulárisan polarizált fény minta általi eltérő elnyelésén alapszik, elterjedten használt módszer a fehérjék másodlagos szerkezetének tanulmányozására. Az eddigi algoritmusok azonban nem voltak képesek a β-szerkezetben gazdag fehérjék CD spektrumait helyesen értelmezni.

Az ELTE-n működő kutatócsoportnak ismert szerkezetű fehérjék spektrumainak elemzésével sikerült kimutatnia, hogy a β-lemezes szerkezetű fehérjék CD spektrumát a β-lemezek csavarodása döntő módon befolyásolja. Figyelembe véve a β-lemezek csavarodását, sikerült egy olyan új szerkezetbecslő módszert alkotniuk, amely a korábbiaknál jóval nagyobb pontossággal képes megbecsülni a fehérjék másodlagos szerkezetét, és olyan többletinformációkat szolgáltat, amely alkalmas a fehérjék térszerkezetének osztályba (fold) sorolására. A módszer nem csak a β-szerkezetben gazdag fehérjék vizsgálatát teszi lehetővé: az eredmények szerint bármely fehérje másodlagos szerkezetének az eddigieknél pontosabb meghatározására használható. Segítségével olcsón és gyorsan ellenőrizhető, hogy a biotechnológiai módszerekkel előállított fehérjék felvették-e helyes szerkezetüket, így széles körben használt módszerré válhat.