Forrás MTA

Több megközelítés is létezik, amelyek a kemoterapeutikumok szelektív hatását teszik lehetővé, ám jelenleg is számos megoldandó feladat áll a kutatók előtt. Terápiás szereknek fény segítségével történő, térben és időben kontrollált aktiválása ígéretes megközelítés e célok felé.

A fénnyel aktiválható kemoterápia a hatóanyagok aktivitását kémiailag átmenetileg blokkoló csoportok alkalmazásán alapul, amelyek fénnyel besugározva elengedik, ezzel újra aktívvá teszik azt.

Az eljárás orvosi gyakorlatba történő átültetésének kerékkötője volt eddig, hogy az ilyen fényérzékeny blokkolócsoportok vagy csak az egészséget károsító UV tartományban voltak aktiválhatok, vagy rossz vízoldhatóságuk jelentett problémát. A Természettudományi Kutatóközpont Kémiai Biológia Kutatócsoportjának kutatói legújabb közleményükben olyan vízoldható, zöld, narancssárga vagy vörös fénnyel lehasítható blokkolócsoportokról számolnak be, amelyek leküzdik a korábbi akadályokat és lehetővé teszik a fotoaktiválható kemoterápia klinikai transzlációját.

A közlemény az egyik legrangosabb kémiai folyóiratban a Journal of the American Chemical Society-ben jelent meg.

Alexandra Egyed, Krisztina Németh, Tibor Á. Molnár, Mihály Kállay, Péter Kele*, and Márton Bojtár* Turning Red without Feeling Embarrassed─Xanthenium-Based Photocages for Red-Light-Activated Phototherapeutics. J. Am. Chem. Soc. 2023, https://doi.org/10.1021/jacs.2c11499

Ábrányi-Balogh Pétert, a Természettudományi Kutatóközpont Szerves Kémiai Intézet tudományos munkatársát „Új fluorofórok előállítása alkaloidszármazékokból és alkalmazásuk” című pályamunkájáért Akadémiai Ifjúsági Díjat nyert el.

https://mta.hu/mta_hirei/akademiai-ifjusagi-dijak-112751

K_22

Bakó Imre: Makromolekulák hidratációja: kapcsolat a kísérletek és az elméleti számítások között (47 472 eFT)

Pápai Imre: Katalitikus ciklusok elméleti tanulmányozása (48 000 eFT)

Kiss Loránd: A kémiai tér bővítése új, háromdimenziós kismolekulák diverzitásorientált szintéziseivel, szelektív metatézis technikákkal; fluortartalmú elemek a gyógyszerkutatásban (48 000 eFT)

Kele Péter: Célzott hatóanyagbevitelre alkalmas feltételesen fotoaktiválható rendszerek (36 000 eFT)

PD_22

Petri László: Új, terápiás célú bispecifikus antitest-gyógyszer konjugátumok előállítása és alkalmazása (28 341 eFT)

FK_22

Madarász Ádám: Atommagok kvantumeffektusa kémiai folyamatokban (42 000 eFT)

London Gábor: Antiaromás molekuláris félvezetők és kapcsolók (42 000 eFT)

Ezt a projektet és a laboratóriumi eljárás fejlesztését a Természettudományi Kutatóközpont vezette, a nagyobb léptékű előállításhoz szükséges méretnövelést az Első Vegyi Industria Zrt. végezte, végül a félüzemi eljárás kidolgozása a Richter Gedeon Nyrt. feladata volt. Az előállított hatóanyagból a klinikai vizsgálatra kerülő gyógyszerkészítményt a Meditop Gyógyszeripari Kft. állította elő.

Egy gyógyszerhatóanyag előállítására alkalmas eljárás kidolgozását a laboratóriumban kell kezdeni. Ezt követi a méretnövelés első lépése, ami már nagyobb léptékben és így nagyobb hatóanyagot pedig szigorúan ellenőrzött körülmények között, kiterjedt minőség-ellenőrzés és minőségbiztosítás mellett, félüzemi körülmények között állítjuk elő.

Egyed Attila, a Gyógyszerkémiai Kutatócsoport kutatója kiemelkedő szerepet játszott a laboratóriumi eljárás kidolgozásában és a méretnövelésben, amely hozzájárult ahhoz, hogy a gyógyszerkészítmény fejlesztése 8 hónap alatt megvalósult. A Magyar Kémikusok Egyesülete a fejlesztő csapat tagjait, így munkatársunkat, a kiemelkedő műszaki alkotásért Wartha Vince Emlékéremben részesítette.

A Biomolekuláris Kölcsönhatások Kutatócsoport a fehérje-fehérje és fehérje-kismolekula kölcsönhatásokat vizsgálja biofizikai/biokémia módszerekkel és rendszerbiológiai szemlélettel. A vizsgálatok a molekuláris szinttől a sejtes viselkedés szintjéig terjednek. A csoport fő kutatási területe a sejtes jelátvitel során létrejövő komplexek szerkezetének meghatározása és a komponensek közötti kölcsönhatások analízise. Munkánk során in vitro módszereket, például három-dimenziós szerkezetmegoldás, fehérje-fehérje kölcsönhatás és enzimaktivitás mérésére alkalmas technikákat, sejtes alapú esszéket, jelátviteli hálózatok működésére vonatkozó számítógépes szimulációkat és nagyléptékű kísérletes módszereket használunk. A rendszerbiológiai megközelítés célja olyan target fehérjék és jelátviteli komplexek azonosítása, melyek „támadása” révén a sejtnövekedés és sejthalált szabályozó folyamatokat befolyásolni tudjuk. Célunk, hogy a rákos és gyulladásos betegségek kialakulására jellemző fehérjekináz aktivitás-mintázatokat új molekulák tervezése/szintézise révén gátoljuk. A csoport tevékenységéhez tartozik új molekulatárak létrehozása, kísérletes szűrése, illetve az itt azonosított vezérvegyületek szerkezet-funkció vizsgálata és szerkezet alapú, racionális fejlesztése.

Fehérje kinázok szerepe a sejtes jelátvitelben

Számos betegség (pl. rák, gyulladás) kialakulása a sejtes jelátviteli folyamatok zavaraira vezethető vissza. Sejtjeinket milliónyi környezeti inger éri, amire a megfelelő biológiai választ kell adniuk. Ennek a sok ingernek az érzékelését, sejten belüli „összegzését”, majd a megfelelő végrehajtó fehérje aktiválását egy komplex fehérje hálózat végzi. A végrehajtó fehérjék lehetnek metabolikus enzimek, transzkripciós faktorok vagy sejtmozgást befolyásoló sejtváz komponensek, melyek fehérjefoszforiláció révén szabályozhatóak. A fehérjefoszforilációt végző fehérjekinázok ugyanakkor jelátviteli kaszkádokat alkotnak és egymáshoz is kötnek. A sejtek növekedését és pusztulását szabályzó jelpályák a különböző kináz komplexeken keresztül „futnak össze”.

A sejtnövekedés egyik irányító központjának szerkezete. Az ábra az ERK2-RSK1 fehérje kinázok (narancs és szürke) kölcsönhatásának molekuláris felvételét mutatja. A sárga színnel jelzett fehérjeszakasz egy molekuláris kapcsoló elvén működik, a narancssárga fehérje ezt a részt módosítja, ezáltal a szürkét aktív állapotba löki, s ez végül sejtosztódást indít be. Fenti három-dimenziós, atomi felbontású térkép segítségével olyan hatóanyagot tervezhetünk, ami a kapcsolót folyamatosan „kikapcsolt” állapotban tartja, s így rákos folyamatok ellenében képes hatni.

A fehérjekinázok működését kórokozók is gyakran befolyásolják. A Kaposi-szarkóma ORF45 fehérjéje kötődik az aktív ERK-RSK kináz komplexhez és ezáltal fokozza a sejtnövekedést serkentő jelpálya aktivitását. A komplexen belüli kölcsönhatások logikájának az ismeretében és biokémiai szempontból helyes modell alapján futtatott számítógépes szimulációk segítségével megérthetjük, hogy a vírusfehérje hogyan „téríti el” az ERK-RSK komplex működését. ORF45 az RSK és az ERK sejtnövekedést szabályzó enzimek felszíneit rövid lineáris motívumokkal „támadja”, amik utánozzák az enzimek természetes kölcsönhatópartnereit. Érdekes, hogy ezeket a felszíneket a pestis baktérium és az enkefalomielitisz vírus fehérjéi is támadják.

Egy vírusfehérje trükkjei az ERK-RSK komplexen. A Kaposi-szarkóma ORF45 fehérje (bíbor) és az RSK2 nevű kináz (kékeszöld) komplexének térbeli szerkezete, illetve az RSK2 és az ERK2 nevű sejtnövekedést szabályzó enzimek (kinázok) felszíneinek „támadása” a vírus fehérje rövid szakaszai (lazac illetve sárga) révén.

Jelátviteli kölcsönhatások gátlására alkalmas vegyületek fejlesztése
A jelenlegi hatóanyag-tervezési stratégiák a jelátvitelt fehérjekinázok aktivitásának közvetlen gátlásán keresztül próbálják meg befolyásolni. A kinázok fehérje-fehérje kölcsönhatásainak gátlására épülő stratégiák viszont sokkal specifikusabb inhibitorok előállítását tennék lehetővé. Célunk olyan vegyületek előállítása, melyek a klasszikus, enzimaktivitást gátló vegyületeknél lényegesen specifikusabb módon képesek jelátviteli átmeneteket befolyásolni, például kinázok interakciós partnereikkel való kölcsönhatásainak gátlása révén vagy kinázok egymással alkotott komplexeinek „befagyasztása” révén.

A gyulladási folyamatok egyik központi jelátviteli komplexének szerkezete és gátlása egy komplex-specifikus inhibitorral. A p38-MK2 komplex két eltérő negyedleges szerkezetben létezhet: 1) inaktív (bal oldal), ami a nem-foszforilált p38-at (lazac) tartalmazza és a kináz domének elhelyezkedésének szempontjából paralel konformációban van, 2) anti-paralel aktív (jobb oldal), ami a foszforilált p38-at (narancs) tartalmazza. A kinázdomének N-terminális lebenyét szürke, míg a C-terminális lebenyeket színes felszínek ábrázolják. Egy gyulladáscsökkentő kismolekula a két állapot közötti természetes átmenetet gátolja, mert az inaktív állapotú negyedleges szerkezetet részesíti előnyben. A hatóanyag tehát a p38-MK2 komplexet a p38 aktivációs állapotától függetlenül az inaktív paralel szerkezetben tartja, s így meggátolja a gyulladásfokozó MK2 kináz (kék/zöld) p38 általi foszforilációját/aktivációját.

Publikációk:

https://vm.mtmt.hu//search/slist.php?nwi=1&inited=1&ty_on=1&url_on=1&cite_type=2&orderby=3D1a&location=mtmt&stn=1&AuthorID=10013627

Fontosabb publikációk (2012-2022):

A non-catalytic herpesviral protein reconfigures ERK-RSK signaling by targeting kinase docking systems in the host.

Alexa A, Sok P, Gross F, Albert K, Kobori E, Póti ÁL, Gógl G, Bento I, Kuang E, Taylor SS, Zhu F, Ciliberto A, Reményi A.

Nat Commun. 2022 Jan 25;13(1):472. doi: 10.1038/s41467-022-28109-x

Co-regulation of the transcription controlling ATF2 phosphoswitch by JNK and p38.

Kirsch K, Zeke A, Tőke O, Sok P, Sethi A, Sebő A, Kumar GS, Egri P, Póti ÁL, Gooley P, Peti W, Bento I, Alexa A, Reményi A.

Nat Commun. 2020 Nov 13;11(1):5769. doi: 10.1038/s41467-020-19582-3

MAP Kinase-Mediated Activation of RSK1 and MK2 Substrate Kinases.

Sok P, Gógl G, Kumar GS, Alexa A, Singh N, Kirsch K, Sebő A, Drahos L, Gáspári Z, Peti W,Reményi A.

Structure. 2020 Oct 6;28(10):1101-1113.e5. doi: 10.1016/j.str.2020.06.007

Disordered Protein Kinase Regions in Regulation of Kinase Domain Cores.

Gógl G, Kornev AP, Reményi A*, Taylor SS*

Trends Biochem Sci. 2019 Apr;44(4):300-311. doi: 10.1016/j.tibs.2018.12.002.

Dynamic control of RSK complexes by phosphoswitch-based regulation.

Gógl G, Biri-Kovács B, Póti ÁL, Vadászi H, Szeder B, Bodor A, Schlosser G, Ács A, Turiák L, Buday L, Alexa A, Nyitray L, Reményi A.

FEBS J. 2018 Jan;285(1):46-71. doi: 10.1111/febs.14311

Systematic discovery of linear binding motifs targeting an ancient protein interaction surface on MAP kinases.

Zeke A, Bastys T, Alexa A, Garai Á, Mészáros B, Kirsch K, Dosztányi Z, Kalinina OV, Reményi A.

Mol Syst Biol. 2015 Nov 3;11(11):837. doi: 10.15252/msb.20156269

The Structure of an NDR/LATS Kinase-Mob Complex Reveals a Novel Kinase-Coactivator System and Substrate Docking Mechanism.

Gógl G, Schneider KD, Yeh BJ, Alam N, Nguyen Ba AN, Moses AM, Hetényi C, Reményi A*, Weiss EL*

PLoS Biol. 2015 May 12;13(5):e1002146. doi: 10.1371/journal.pbio.1002146

Structural assembly of the signaling competent ERK2-RSK1 heterodimeric protein kinase complex.

Alexa A, Gógl G, Glatz G, Garai Á, Zeke A, Varga J, Dudás E, Jeszenői N, Bodor A, Hetényi C, Reményi A.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Mar 3;112(9):2711-6. doi: 10.1073/pnas.1417571112.

Structural mechanism for the specific assembly and activation of the extracellular signal regulated kinase 5 (ERK5) module.

Glatz G, Gógl G, Alexa A, Reményi A.

J Biol Chem. 2013 Mar 22;288(12):8596-8609. doi: 10.1074/jbc.M113.452235

Specificity of linear motifs that bind to a common mitogen-activated protein kinase docking groove.

Garai Á, Zeke A, Gógl G, Törő I, Fördős F, Blankenburg H, Bárkai T, Varga J, Alexa A, Emig D, Albrecht M, Reményi A.

Sci Signal. 2012 Oct 9;5(245):ra74. doi: 10.1126/scisignal.2003004

Nemzetközi együttműködések:

Susan S. Taylor – University of California – San Diego, USA

Andrea Ciliberto – IFOM, Milánó, Olaszország

Eric L. Weiss – Northwestern University, USA

Marie Bogoyevitch – University of Melbourne, Ausztrália

Krishna Rajalingam – Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Németország

EU-OPENSCREEN: http://www.eu-openscreen.eu/

Vezető

Reményi Attila

Alumni

MSc

Garai Ágnes Szonja (ELTE biológus)

Gógl Gergő (ELTE vegyész)

Fördős Ferenc (ELTE biológus)

Rádli Martina (ELTE biológus)

Glatz Gábor (ELTE biológus)

Zámbó Boglárka (ELTE biológus)

Magyary Sarolt (ELTE vegyész)

Németh Evelin (ELTE vegyész)

Takács Tamás (ELTE biológus)

Ember Orsolya (ELTE vegyész)

Balázs Bettina (SE orvos)

PhD

Glatz Gábor

Garai Ágnes Szonja

Zeke András

Kirsch Klára

Neha Sing

Posztdok

Törő Imre

Bartis Domonkos

Paál Krisztina

Zeke András

Kállainé Szarka Eszter

Egri Péter

Munkatársak

https://mta.hu/vii-osztaly-a-honap-publikacioja/majus-honap-kiemelt-publikacioja-112221

]]> http://www.ttk.hu/szki/mta-kivalo-kutatohely-a-szerves-kemiai-intezet/ Fri, 06 May 2022 10:22:25 +0000 http://www.ttk.hu/szki/?p=463 A Magyar Tudományos Akadémia
a Kutatóhelyeket Minősítő Tanács javaslata alapján
a Természettudományi Kutatóközpont
Szerves Kémiai Intézet
részére
kiemelkedően magas színvonalú tudományos
munkája elismeréseként
a Magyar Tudományos Akadémia által
Kiválónak Elismert Kutatóhely
(rövid forma. MTA Kiváló Kutatóhely)
minősitést adományozza.
A minősités 2022. május 4-tól 2027. június 30-ig érvényes. ]]>