Áttörés a fehérje kölcsönhatások kutatásában

Betegségek miatt sérült fehérjehálózatok kijavítására találtak új megoldást a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont Gyógyszerinnovációs Központjának és a HUN-REN-SZTE Biomimetikus Rendszerek Kutatócsoportjának kutatói. Az egyik legrangosabb kémiai folyóirat, az Angewandte Chemie a címlapján közölte a magyar kutatók eredményeit, írja a hu-ren.hu. 

Az tény, hogy a fehérjék számos feladatot látnak el a szervezetünkben, azonban az egyes fehérjék egyedi és kifinomult működésének a megfejtése óriási kihívás. Aki követte a 2024-ben Nobel-díjat érő tudományos munkákat és életpályákat, annak nem újdonság, hogy a fehérjékkel foglalkozó kutatások központi szerepet töltenek be a jelen tudományos diskurzusaiban. Ilyen kutatásokért ítélték oda ugyanis a kémiai Nobel-díjat: Demis Hassabis és John Jumper a fehérjék szerkezetének előrejelzésével, David Baker pedig új fehérjék tervezésével érdemelte ki a rangos díjat. 

Összetett feladat, bonyolult válasz

Egyetlen parányi sejten belül is több tízezer egyedi szerkezetű fehérje található, amelyek az úgynevezett fehérje-fehérje kölcsönhatásokon keresztül hálózatokat alkotnak. Az így kialakuló hálózatok hasonlóan a közösségi hálóhoz „híreket” továbbítanak, amelyek kulcsfontosságú eseményeket képesek befolyásolni a sejtben. Például ezek a jelzések játszanak szerepet új sejtek létrejöttében, a sejtek működésében és végül halálukban is. 

Azonban számos betegségben éppen ez a fehérjék kölcsönhatására épülő kommunikációs hálózat sérül: nem jönnek létre a kapcsolatok, vagy nem kívánt kapcsolódások alakulnak ki. A kutatók szerint ilyenkor a lehetséges gyógymód az érintett fehérjék közvetlen kommunikációjának helyreállítása lehet, legyen szó akár a nem kívánt kölcsönhatások megakadályozásról, vagy éppen a hiányzó kölcsönhatások pótlásáról. 

A betegség gyógyításához helyre kell állítani a sérült kapcsolódásokat. A kialakult nem kívánt kölcsönhatások megakadályozásához, vagy éppen a hiányzó kölcsönhatások pótlásához fehérjéket utánzó molekulákra lehet szükség.

A kutatók azonban kiemelik, sajnos a fehérjék közti kölcsönhatásokat csak nehezen lehet befolyásolni, ugyanis ezek nem csupán nagy felületen alakulnak ki, hanem a kölcsönható felületek ráadásul az alakjukat is változtathatják. Erre jó megoldás lehet a többi fehérjéből származó, szerkezetileg stabil fehérjedarabkák, vagy ezeket utánzó mesterséges kölcsönható molekulák felhasználása – ezek ugyanis képesek illeszkedni az érintett fehérje felszínére. Viszont idáig nem létezett olyan általánosan alkalmazható stratégia, amellyel ilyen mesterséges molekulákat lehetett volna tervezni.

A megoldásért három intézmény HUN-REN munkacsoportja fogott össze, és olyan általános módszert sikerült kidolgozniuk, amely az érintett fehérjék jellegétől és szerkezeti sajátosságaitól függetlenül képes azonosítani a kölcsönható fehérjét utánzó mesterséges molekulákat. Ehhez egy olyan molekulagyűjteményt hoztak létre, amely kódolja a leggyakoribb kölcsönhatási mintázatokat, amelyekből maga az érintett fehérje választja ki a kölcsönható molekulákat.

További részletek a hu-ren.hu cikkében.