Transzmembrán fehérjék expressziójának elméleti és kísérletes vizsgálata

A transzmembrán fehérjék (TMP-k) fontos szerepet töltenek be a sejtek működésében: részt vesznek az anyag és információ áramlásban, a sejtek adhéziójában és mozgásában, de a sejtek energiatermelésben is. Biológiai szerepük fontosságát mutatja, hogy a ma forgalomban levő gyógyszerek több mint fele valamilyen TMP-vel hat kölcsön, valamint az is, hogy a genom által kódolt fehérjék 25-30%-a ebbe a csoportba tartozik. Szerkezetük és működésük vizsgálata – speciális fizikai-kémiai tulajdonságaik miatt - ugyanakkor rendkívül nehéz, a ma ismert térszerkezetek alig 3% tartozik ide. Már a fehérjék expressziója is sok nehézségbe ütközik a membránok eltérő lipid összetétele, a fehérjék toxikussága és a nem megfelelő poszt-transzlációs módosulások miatt. A Protein Structure Initiative által korábban végzett kísérletek eredményei (1-2) szabadon elérhetőek, de az azokban található eredményeket eddig bioinformatikai módszerekkel még nem dolgozták. A kutatás során ezeket az adatokat felhasználva kidolgoznánk egy gépi tanulási eljárást, amelynek segítségével meghatároznánk azokat a TMP-ket, amelyek várhatóan könnyen expresszálhatók a különböző expressziós rendszerekben, majd a kidolgozott módszert néhány fehérjén validálnánk (3-4).

1. Pieper U, Schlessinger A, Kloppmann E, Chang GA, Chou JJ, Dumont ME, Fox BG, Fromme P, Hendrickson WA, Malkowski MG, Rees DC, Stokes DL, Stowell MH, Wiener MC, Rost B, Stroud RM, Stevens RC, Sali A. (2013) Coordinating the impact of structural genomics on the human α-helical transmembrane proteome. Nat Struct Mol Biol. 20 135-8. doi: 10.1038/nsmb.2508.
2. Kloppmann E1, Punta M, Rost B. (2012) Structural genomics plucks high-hanging membrane proteins. Curr Opin Struct Biol. 22 326-32. doi: 10.1016/j.sbi.2012.05.002.
3. Varga J, Dobson L, Remenyi I and Tusnady GE (2017) TSTMP: target selection for structural genomics of human transmembrane proteins. Nucleic Acids Res 45, D325-330.
4. Nagy GN, Marton L, Contet A, Ozohanics O, Ardelean LM, Révész A, Vékey K, Irimie FD, Vial H, Cerdan R, Vértessy BG (2014) Composite aromatic boxes for enzymatic transformations of quaternary ammonium substrates. Angew Chem Int Ed Engl. 2014 Dec 1;53(49):13471-6.

Vértessy Beáta, Tusnády Gábor

Eredmény_2020. május