Neurobiokémiai munkacsoport

Mit kutatunk?

Kutatómunkánk középpontjában a mitokondriális defektusok állnak. A sejtek energiatermelő központjaként 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. A mitokondriális elektrontranszportlánc bizonyos betegségekben fellépő hibáit orvosolandó vizsgáljuk különböző jótékony hatású anyagok hatásait. Példavegyületünk a metilénkék, mely Komplex I illetve Komplex III deficiencia esetén képes áthidalásukkal részlegesen helyreállítani a mitokondriális paramétereket és fokozni a citrátköri fluxust. Ez végeredményben javítja a neuronok túlélését. 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.

Hogyan kutatunk?

A 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, hidrogén/deutérium-csere tömegspektrometria, röntgenkrisztallográfia, cirkuláris dikroizmus spektropolarimetria, mágneses magrezonancia spektroszkópia, kalibrált méretkizárásos kromatográfia kapcsolt nano-LC MS

Funkcionális analízis:

enzimkinetikai analízis, ROS-képzés mérés, bioenergetikai analízis (betegből származó fibroblasztokon, illetve mutáns sejtvonalon; ATP-szint, O₂-fogyasztás, aciditás, enzimaktivitások, viabilitás, stb.)

Kik vagyunk?

Dr. Ambrus Attila okleveles vegyészként végzett 1996-ban Debrecenben, a Kossuth Lajos Tudományegyetemen. PhD 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 Jenában, Arizonában (itt 5 évig posztdoktorként), Pittsburghben és New Jersey-ben. Számos tudományos társaság aktív tagja: Fehérje Társaság (USA), Magyar Biokémiai Egyesület, Európai Neurokémiai Társaság, Amerikai Kémiai Társaság. 2006 óta dolgozik a Semmelweis Egyetemen, jelenleg a Biokémiai Tanszék docenseként.

Aktuális kutatási projektek

Idegrendszeri károsodást okozó mitokondriális alfa-ketosav-dehidrogenáz enzimkomplex mutációk szerkezet-funkció analízise
Structure elucidation of seven disease-causing variants of the human lipoamide dehydrogenase
Az α-ketoglutarát-dehidrogenáz komplex és a lipoamid-dehidrogenáz molekuláris patológiája. Neurodegenerációkban megjelenő mitokondriális diszfunkciók bioenergetikája
Glutamate toxicity mediated by mitochondria
Mitokondriális génvariánsok mitokondriális betegségekben és neurodegenerációban. Az alfa-ketoglutarát-dehidrogenáz defektusai a fehérjeszerkezettől a klinikumig
Structure elucidation of seven disease-causing variants of the human lipoamide dehydrogenase

Munkatársaink és közleményeink

PhD-hallgatók

Nemes-Nikodém Éva
Nagy Bálint
Sváb Gergely
Zámbó Zsófia Melinda

TDK-hallgatók

Gu Yibo
Kirchlechner-Farkas Judit Mária
Kokas Márton
Kovács Virág
Nagy Adrienn
Vass Rubina Krisztina (BME)