LACZKÓ Ilona
Témavezető,
Tudományos tanácsadó

picture

ALKALMAZOTT KIROPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA

A kiroptikai spektroszkópia legfontosabb felhasználási területe a biopolimerek, elsősorban a fehérjék és nukleinsavak térszerkezetének vizsgálata. Cirkuláris dikroizmus (CD) akkor lép fel, ha az aszimmetrikus környezetben lévő kromofór kölcsönhat a lineárisan polarizált fénnyel. Fehérjék legfontosabb optikailag aktív kromofórja az amid csoport. A peptidek és fehérjék cirkuláris dikroizmus spektroszkópiája a rutinszerűen vizsgált spektrális tartományban (185-250 nm) közvetlen információt szolgáltat a királis (aszimmetrikus) környezetben lévő amidcsoportok relatív térbeli elhelyezkedéséről, ami elsősorban a másodlagos térszerkezettől (konformációtól) függ. A CD egyszerű és gyors módszer, amelynek időskálája a femtoszekundum tartomány alatt van. A mérés időskálája következtében elvben bármely összetett CD-spektrum az egyes konformerekre (α-hélix, β-redő, rendezetlen, stb.) jellemző, tiszta komponens-spektrumokra bontható fel. A módszer sikeresen kombinálható a hasonló időskálájú vibrációs spektroszkópiai módszerekkel [Fourier-transzformált infravörös (FTIR), vibrációs cirkuláris dikroizmus, Raman).

Az elmúlt években hazai és nemzetközi együttműködés keretében számos területen végeztünk konformációs vizsgálatokat, amelyek közül a legfontosabbak:

  • Aβ(1-42) amiloid peptid aggregációjának tanulmányozása rövid peptidek jelenlétében. Az Alzheimer kór kialakulásában döntő szerepet játszik a 42 aminosavból álló neurotoxikus amiloid polipeptid, amelynek aggregációja az idegsejtek elhalásához vezet. Az aggregációt megelőzi az amiloid másod- és harmadlagos szerkezetének megváltozása, amely CD spektroszkópiával követhető. Kombinált CD és FTIR spektroszkópia segítségével a különböző kisméretű peptidek hatását tanulmányozzuk az Aβ(1-42) aggregációjára.
  • Az antiszensz oligonukleotid (AON) és különböző sejt-penetrációs peptidek (CPP) komplexképződésének vizsgálata. Az antiszensz oligonukleotid modulált génexpresszió az orvosi terápia új és ígéretes területe. Az eljárás során különböző sejt-penetrációra képes peptidekkel kombinált AON-t juttatnak a sejtekbe. A módszer hátránya, hogy az AON, illetve CPP-vel képzett komplexének membrán-transzlokációja és sejten belüli célba juttatása alacsony hatásfokú. Vizsgálataink célja olyan CPP-k kiszűrése, amelyek hatékony membrán transzlokációs és célba juttató képességgel rendelkeznek. A CPP-AON komplexképződés CD és FTIR spektroszkópiával valamint atomerő mikroszkóppal követhető és megállapítható a penetráció szempontjából legkedvezőbb CPP/AON moláris arány is.
  • Különböző hidrofil enzimek másod- és harmadlagos szerkezetének tanulmányozása. Az utóbbi években nagy érdeklődés mutatkozik a nem-vizes enzimológia iránt. Az enzimek más katalizátorokkal ellentétben ugyanis sztereoszelektívek. A szerves oldószer/víz elegyében is működő hidrolítikus enzimek különösen hasznosak, ha a szubsztrát vízben nehezen oldódik, vagy egy hidrolítikus reakció visszafordítására van szükség. A hidrofil enzimek képesek kis mennyiség víz jelenlétében szerves oldószerben is nagy hatásfokkal működni, ugyanakkor kevésbé stabilisak, mint tiszta vizes oldatban. Az enzimek stabilitása és konformációja között szoros összefüggés van. Ezért tanulmányozzuk a különböző szerves oldószerek és stabilizátorok hatását az enzimek (tripszin, kimotripszin, papain, pepszin, stb.) másod- és harmadlagos térszerkezetére és katalítikus aktivitására.

Válogatott közlemények

Simon, L.M., Kotormán, M., Garab, Gy. and Laczkó, I. (2002). Effects of polyhydroxy compounds on the structure and activity of chymotrypsin. Biochem. Biophys. Res. Commun. 293: 416-420.

Laczkó, I., Bottka, S., Tóth, G.K., Malvy, C., Bertrand, J.R. and Hollósi, M. (2004). Interaction of fusogenic peptides with an antisense oligonucleotide in solution and in the presence of micelles: conformational studies. Biochem. Biophys. Res. Commun. 313: 356-361.

Szegedi, V., Juhász, G., Rózsa, E., Juhász-Vedres, G., Datki Zs., Fülöp, L., Bozsó Zs., Lakatos, A., Laczkó, I., Farkas, T., Kis, Zs., Tóth, G., Soós, K., Zarándi, M., Budai, D., Toldi, J. and Penke, B. (2006). Endomorphin-2, an endogenous tetrapeptide protects against Aβ(1-42) in vitro and in vivo. FASEB J. 20(8): 324-333.

Laczkó, I., Váró, G., Bottka, S., Bálint, Z., Illyés E., Vass, E., Bertrand, J.R., Malvy, C. and Hollósi, M. (2006). N-terminal acylation of the SV40 nuclear localization signal peptide enhances its oligonucleotide binding and membrane translocation. Arch. Biochem. Biophys. 454: 146-154.

Laczkó, I., Vass, E., Soós, K., Fülöp, L., Zarándi, M. and Penke, B. (2008). Aggregation of Aβ(1-42) in the presence of short peptides. J. Peptide Sci. 14: 731-741.

Bertrand, J.R., Malvy, C., Auguste, T., Tóth, G.K., Kiss-Ivánkovits, O., Illyés, E., Hollósi, M., Bottka, S. and Laczkó, I. (2009). Synthesis and studies on the cell-penetrating peptides. Bioconjugate Chemistry 20: 1307-1314.