Nyitólap / Tudományos kutatás /

Neurobiokémiai munkacsoport

Mit kutatunk?

Kutatómunkánk középpontjában a mitokondriális defektusok állnak. A sejtek energiatermelő központjaiként működő mitokondriumok funkciózavarai elsősorban az intenzív metabolizmust folytató, nagy oxigénfelhasználású szöveteket érintik. Ebből adódik jelentőségük a krónikus neurodegeneratív betegségek kialakulásában is például. Célunk néhány kapcsolódó patológiás folyamat molekuláris hátterének felderítése. Vizsgáljuk többek között a szukcinát-metabolizmus, ill. a reverz elektrontranszport szerepét az iszkémia-reperfúzió szindróma patomechanizmusában.

A citrátkör egyik kulcsenzime az α-ketoglutarát-dehidrogenáz enzimkomplex (KGDHk). A vele szoros rokonságot mutató piruvát-dehidrogenáz, elágazó-szénláncú α-ketosav-dehidrogenáz és α-ketoadipát-dehidrogenáz komplexekkel közösen alkotott α-ketosav-dehidrogenáz enzimcsalád alapvető szerepet tölt be a sejtek működésében. A fenti enzimkomplexek főként patológiás körülmények között megjelenő reaktív oxigénszármazék (ROS) képző aktivitása neurológiai kórképek kialakulásához járul hozzá. Kutatócsoportunk egyik célja a ROS-termelés szerkezeti/mechanisztikus hátterének felderítése, s ennek ismeretében gyógyszerjelölt molekulák tervezése. Szintén intenzíven vizsgáljuk klinikailag releváns α-ketosav-dehidrogenáz enzimkomplex mutációk molekuláris patomechanizmusait is.

Hogyan kutatunk?

Az izolált rágcsáló mitokondriumokat, rekombináns módon előállított komplexeket és betegséget-okozó variánsaikat (mutánsaikat) teljességükben illetve komponensekre (E1, E2 és E3 alegységek) bontva a vonatkozó molekuláris patomechanizmusok felderítése céljából az alábbi módszerekkel vizsgáljuk.

Szerkezeti analízis:

  • krio-elektronmikroszkópia (krio-EM); hidrogén/deutérium-csere (HDX) ill. kémiai keresztkötés (CL) kapcsolt tömegspektrometria (MS); röntgenkrisztallográfia; cirkuláris dikroizmus (CD) spektropolarimetria; mágneses magrezonancia (NMR) spektroszkópia; kalibrált méretkizárásos kromatográfia (SEC) kapcsolt MS

Funkcionális analízis:

  • enzimkinetikai analízis; enzimaktivitás mérés in vitro és in situ; ROS-képzés mérés; bioenergetikai analízis (izolált mitokondriumokon, mutáns sejtvonalon; ATP-szint, O2-fogyasztás, aciditás, viabilitás, stb.); patológiás fenotípus vizsgálat modell knock-out (KO) állaton

Kik vagyunk?

A laboratóriumnak két része van, az egyiket Dr. Ambrus Attila, a másikat Dr. Tretter László vezeti. Dr. Ambrus okleveles vegyészként végzett 1996-ban Debrecenben, a Kossuth Lajos Tudományegyetemen. Ph.D. munkáját szintén Debrecenben, a Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézetben végezte. Emellett sikeresen elvégzett egy rangos, egyéves programot a Londoni Egyetemen szerkezeti biológia tárgykörben. Karrierje során számos kutatási ösztöndíjat elnyerve lehetősége volt több rangos külföldi laboratóriumban is dolgozni, többek között Jénában, Arizonában (itt 5 évig posztdoktorként az Arizonai Egyetemen), Pittsburgh-ben és New Jersey-ben. Számos tudományos társaság aktív tagja (pl. Fehérje Társaság (USA), Magyar Biokémiai Egyesület, Európai Neurokémiai Társaság). 2006 óta dolgozik a Semmelweis Egyetemen, jelenleg a Biokémiai Tanszék egyetemi tanára.

Dr. Tretter a Semmelweis Egyetemen általános orvos szakon végzett 1978-ban. Ph.D. és kandidátusi fokozatát szintén ezen az egyetemen szerezte 1992-ben. 1980 óta dolgozik a Biokémiai Tanszéken (és jogelődjeiben), 2014 és 2019 között az Orvosi Biokémiai Intézet igazgatója volt. Jelenleg professzor emeritus státuszban dolgozik a Tanszéken. Számos tudományos társaság aktív tagja. Tanulmányúton járt 1982-83-ban 12 hónapig és 1991-ben 1 hónapig az Egyesült Királyságban.

Aktuális kutatási projektek

  • Idegrendszeri károsodást okozó mitokondriális alfa-ketosav-dehidrogenáz enzimkomplex mutációk szerkezet-funkció analízise
  • A hKGDHk (h=humán) E2 alegységében lévő lipoil domén oldatbeli szerkezetének meghatározása NMR spektroszkópiával
  • A hKGDHk szerepe az iszkémia/reperfúziós károsodás patomechanizmusában
  • KGDHk modulátorok hatásának vizsgálata a mitokondriális funkciókra in vitro és in situ

Munkatársaink és közleményeink

PhD-hallgatók

  • Zubánics-Nagy Áron
  • Momen Sameh Elsayed Fadel Elkheshen, MD
  • Kokas Márton, MD

JELENTŐS NEMZETKÖZI EGYÜTTMŰKÖDŐINK

  • Manfred S. Weiss, Deputy Head of Crystallography Division, Helmholtz-Zentrum Berlin, BESSY II synchrotron, Berlin, Németország
  • Rippa Sehgal, Assistant Professor, Bridgewater College, Bridgewater, VA, USA
  • Andrey Kozlov, Scientific Advisor, Ludwig Boltzmann Institute for Traumatology, Bécs, Ausztria