FÉMION-KÖTÕ PEPTIDSZEKVENCIÁK ALKALMAZÁSA MESTERSÉGES METALLO-ENZIMEK AKTÍV KÖZPONTJAINAK TERVEZÉSÉBEN
Gyurcsik Béla
Szegedi Tudományegyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék
A természetes fémtartalmú enzimek aktív központjában található fémionok a fehérje térbeli szerkezetének köszönhetõen egymáshoz közel kerülõ oldallánc-donorcsoportokhoz (pl. his-imidazol, asp, glu-karboxil, cys-tiol) kapcsolódnak. A legtöbb hidrolitikus tulajdonságú enzimben a Mg2+, Zn2+, Ni2+, Fe2+,3+ fémionok a his oldalláncokkal lépnek kölcsönhatásba egy vagy kétmagvú komplexet alkotva. A fémionok szerepe a katalizált reakcióban többszörös lehet: 1. a szubsztrátmolekula megkötése és elektrosztatikus aktiválása, 2. a közti termék ill. a termék stabilizálása, 3. nulkeofil támadó reaktáns generálása. A néhány aminosavból álló peptidmolekulák azonban a megfelelõen nagy számú, fémionok megkötésére képes aminosav oldallánc hiányában e fémionokat a legtöbb esetben az N-terminális amino-, ill. a C-terminális karboxil-donorcsoportok ill. a koordináció közben deprotonálódó peptid nitrogénatomok révén kötik meg. Az ilyen komplexekben a fémionok elektrofil sajátsága lényegesen csökken így azok nem alkalmasak a fent felsorolt funkciók ellátására. Ebbõl adódóan a hidrolitikus enzimek modelljeiként ezideig fõként szintetikus N-heterociklusokat tartalmazó komplexképzõ ligandumok szolgáltak. E fémkomplexek, bár néhány esetben igen nagy aktivitást mutattak, makromolekulák (pl. DNS) szelektív ill. specifikus hasítására nem képesek.
Mindezek alapján munkánk során célul tûztük ki néhány olyan N- ill. C-terminális végén védett peptidmolekula elõállítását szilárd fázisú peptidszintézissel, melyekben a hisztidin oldalláncok nagy száma és sûrûsége megakadályozhatja a tipikus peptid-koordináció kialakulását a fiziológiás pH körül: HHGH, HPHH ill. HHHHHH. E peptidek fémion-koordinációját oldategyensúlyi és szerkezetvizsgáló módszerekkel tanulmányoztuk, majd vizsgáltuk a hidrolitikus tulajdonságaikat plazmid DNS-sel szemben. A fenti peptid-szekvenciák a rekombináns DNS technikát alkalmazva viszonylag egyszerûen beépíthetõek tetszõleges fehérje tetszõleges doménjébe, szubsztrát, ill. szekvenciaspecifikusság kialakítása céljából. A biológiai szintézis során azonban már nagyobb tagszámú peptideket is könnyedén felhasználhatunk fémion-kötõ helyként, melyektõl fokozott aktivitást várunk. Ilyen szekvenciákat terveztünk számítógépes modellezés ill. szekvencia-hasonlóság vizsgálatok alapján. Az elõadásban a tervek kísérleti szintû megvalósításáról esik szó.
Bruckner-termi elõadások
Kémiai Osztály