Az emberi szervezet fehérjéi az evolúcióval egyre „öntudatosabbá” váltak, még saját szerkezetüket is tudják alakítani. Testünk öregedésével azonban hiba léphet fel működésükben, a fehérjeszálak összetapadhatnak és lerakódhatnak az agy különböző területein. Perczel András egyetemi tanár és kutatótársai a fehérjék térszerkezeti vizsgálatával egyre közelebb kerülnek a neurodegeneratív betegségek megértéséhez.
A fehérjék felelősek a sejtekben minden változásért. Ezek a „sokarcú” makromolekulák képesek önmagukat becsomagolni, ráadásul ezekben a csomagolásokban sejtszintű üzeneteket hordoznak. Amikor egy fehérjemolekula fel- és összehajtogatja önmagát, akkor számtalan szabály közepette, de mégis titokzatosan cselekszik. A fehérjéket felépítő egységek, az aminosavak kooperációja és kölcsönhatása diktál, a feltekeredett fehérjeláncok viszont egymás között újabb kölcsönhatásoknak engedelmeskednek – így jön létre a becsomagolt fehérjefelszín, a sejtszintű élet molekuláris színtere.
A létrejövő csomagocskák felszíne meghatározza azt, hogy más fehérjékkel, a többi között DNS-sel vagy RNS-el ütközve kölcsönhatnak-e, és így információt adnak-e tovább, alakítva ezzel osztódást, szállítást, lebontást és minden mást szervezetünk háztartásában. Ráadásul ezek az öncsomagoló, információt közvetítő makromolekulák a biokémiai környezetük függvényében változtatni is képesek a csomagolás módján, és így a csomag alakján.
Mivel a fehérjék világában a csomagolás a molekuláris üzenet maga, ennek megértése döntő – emeli ki Perczel András, az ELTE TTK szerkezetkutatója, az MTA-ELTE Fehérje Modellező Kutatócsoport vezetője. – Ilyenek például a Ras fehérjecsalád elemei: 3D alakjuk ugyanis hasonló, ám töltésmintázatuk – a „csomagolópapír” mintázata és színe – eltérő. Így tudnak helyes vagy hibás partnerfehérjét választani, és a biológiai üzenet is így halad jól vagy rosszul tovább, ami végső soron a sejten belüli életet vagy éppen végzetet jelenti.
Meglepő, hogy ezek az evolúció nyomása alatt látszólag „öntudatossá” vált rendszerek – mint a fehérjék népes családja, amelyek ráadásul saját hibajavító mechanizmussal is rendelkeznek – néhol mégis kódolt lazaságot, potenciális hibát tartalmaznak.
Egyes neurodegeneratív betegségek (mint például az Alzheimer-, a Parkinson-kór vagy az öregkori elbutulás) molekuláris hátterének megértése során sikerült kimutatni, hogy a fehérjeláncok egyes részei valamiért megváltoznak, csomagolásuk sérül, és összeragadnak, mint a spagettiszálak. Ezek aztán lerakódhatnak az agy különböző területein, így gátolják, akár meg is akadályozhatják annak normális működését.
Mivel ezt a folyamatot fehérjéink csomagolásának megváltozása indítja el, ami pedig kódolva van bennük – kézenfekvő a gondolat, hogy fehérjéink is elfáradhatnak, öregszenek. Fehérje-térszerkezeti kutatásaik során Perczel András és kutatócsoportja ilyen jellegű összefüggésekre próbál választ találni, és így közelebb kerülni a neurodegeneratív betegségek megértéséhez, az öregkori elbutulás gyógyításához.
elte.hu
