Összes szerző

Smeller László

az alábbi absztraktok szerzői között szerepel:

Smeller László
G-quadruplex szerkezetek stabilitása és kölcsönhatásai

Aug 27 - kedd

17:00 – 19:00

I. Poszterszekció

P13

G-quadruplex szerkezetek stabilitása és kölcsönhatásai 

Smeller László, Adányi Mónika, Pfalzgraf Frederik, Végh András, Gál Róbert és Somkuti Judit

Semmelweis Egyetem Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet

A guaninban gazdag DNS szekvenciák a hagyományos dupla szálú elrendeződés mellett más, egzotikus struktúrába is szerveződhetnek. Ezek a négyszálú tetraplex (másnéven quadruplex) szerkezetek különleges figyelmet kaptak, amikor kiderült, hogy jelen vannak a DNS telomér régióiban, ill. egyes onkogének promóter régióiban. Ez a struktúra úgy alakul ki, hogy egy síkban négy guanin bázis kapcsolódik össze, ún. Hoogsten féle kölcsönhatásokkal. Egy G-quadruplexet (GQ) tipikusan kettő vagy három ilyen sík alkothat.

A GQ szerkezetek fent említett régiókban való jelenléte fontos gyógyszer-célponttá tette őket. A telomér GQ-k stabilizálása a rákkutatás egyik iránya. Kísérleteinkben a GQ-k stabilitását mértük különböző környezeti paraméterek mellett, ill. GQ-hoz kötődő molekulák hatására. A nyomásstabilitás ill. a hőstabilitás nyomásfüggése egy eddig elhanyagolt terület volt, pedig ezekből a mérésekből jelentős térfogati információk kaphatóak.

Méréseinkben főleg kétféle aptamert használtunk, a 15 bázisból álló trombin-kötő aptamert (TBA), és a humán telomér régió tipikus szekvenciáját (Htel). A fluoreszcens mérésekhez a DNS szakaszok végeihez fluoreszcens jelölőket kapcsoltunk, amelyek FRET párt alkottak. Az infravörös (FTIR) mérésekhez jelöletlen mintát használtunk.

Meghatároztuk a TBA és a Htel p-T fázisdiagramját, széles koncentráció-tartományban. Ezt az infravörös és fluoreszcens mérések kombinálása tette lehetővé. Míg a spektroszkópiai mérések nagy része híg oldatokban történik, a sejt belsejében a makromolekulák koncentrációja a 30-40%-ot is eléri. A koncentrációfüggés tehát nem l’art pour l’art jelenség, hanem rávilágít arra, hogy a makromolekuláris zsúfoltság jelentősen befolyásolhatja a makromolekulák térszerkezetének stabilitását. Ez már fehérjék esetén bebizonyosodott [1], és jelen méréseink szerint ez nincs másképp a nukleinsavak esetén sem.

Köszönetnyilvánítás

A kutatást az NKFI K-124697 pályázat támogatta.

Irodalom

[1] Somkuti és mtsai (2017) Biophys Chem. 231:125-134

Somkuti Judit
G-quadruplexek vizsgálata infravörös spektroszkópiával

Aug 27 - kedd

17:00 – 19:00

I. Poszterszekció

P14

G-quadruplexek vizsgálata infravörös spektroszkópiával 

Somkuti Judit és Smeller László

Semmelweis Egyetem, Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet

A DNS molekula a kettős hélix szerkezet mellett számos más egzotikus struktúrát vehet fel. Ezek egyike a G-quadruplex szerkezet, amelyben guanin bázisok szerveződnek planáris struktúrába. Négy guanin bázis kapcsolódik Hoogsteen féle kölcsönhatásokkal egymáshoz és ezekből a síkbeli négyesekből tipikusan kettő vagy három van egymás fölött.

A quadruplexek jelentőségét növelte, amikor felfedezték, hogy a DNS lánc végén elhelyezkedő telomér régió szekvenciája olyan, hogy benne a G-quadruplex szerkezetek könnyen megjelenhetnek. Ugyancsak találtak quadruplex struktúrákat egyes onkogének és protoonkogének promóter szekvenciáiban. A G-quadruplex térszerkezet gátolhatja ezek kifejeződését, illetve a telomér régióban gátolja a telomeráz aktivitást.

Kísérleteinkben a trombin kötő aptamert (TBA) és a humán telomér régióban előforduló szekvenciát (Htel) használtuk. A szerkezeti változásokat Fourier transzformációs infravörös spektroszkópiával (FTIR) követtük egy gyémánt cellában, különböző nyomás, hőmérséklet és zsúfoltsági körülmények között.

A G-quadruplexek kitekeredése több infravörös rezgést is befolyásol, amiket követni tudtunk. Ezek közül a legjellegzetesebb az 1537 cm^-1-nél található sáv, ami a guanin bázisok közötti Hoogsteen féle hidrogénkötésre jellemző [1].

A Htel szerkezete sokkal nagyobb hőstabilitást mutatott, ami azzal magyarázható, hogy a humán telomér háromszintű G-quadruplexet alkot, a TBA-ban pedig csak két egymással párhuzamos G-tetrád jelenik meg.

Nagyobb nyomáson mindkét aptamer hőstabilitása növekedett. Htel esetén 10 kbar-on az átalakulási hőmérséklet több mint 10 °C-ot emelkedett. A nyomás és hőstabilitást különböző koncentrációknál vizsgáltuk. A nagyobb koncentráció növelte a stabilitást a molekuláris zsúfoltság hatásai miatt.

Köszönetnyilvánítás

K-124697 NKFI pályázat

Irodalom

[1] Mondragón-Sánchez JA, Liquier J, Shafer RH, Taillandier E (2004) Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 22:365-373

A kutatást az Innovációs és Technológiai Minisztérium Felsőoktatási Intézményi Kiválósági Programja támogatta, a Semmelweis Egyetem Terápiás célú fejlesztés tématerületi programja keretében.