FKKT

Proteoliza in njena regulacija pri zdravju in boleznih

P1-0140

Trajanje: 1.1.2015 - 31.12.2021

Raziskovalci na UL FKKT, ki delujemo v okviru programske skupine P1-0140, smo člani Katedre za biokemijo. Ukvarjamo se s strukturnimi in funkcijskimi raziskavami proteinov, ki opravljajo različne vloge kot so celično signaliziranje ter gradnja citoskeleta, se pa preko svojih funkcijskih vidikov vključujejo v široko področje proteolize. Pri tem gre bodisi za regulacijo njihove funkcije ter generiranje fragmentov z drugačnimi vlogami in medproteinskimi interakcijami ali pa za spremembo njihove dovzetnosti za proteolitsko razgradnjo zaradi faktorjev ko so post-translacijske modifikacije. Razumevanje teh procesov je pomembno z vidika bazične znanosti, ima pa tudi uporabno vrednost, na primer v smislu razvoja terapij za bolezni, pri katerih so vpleteni proučevani človeški proteini.

Izpostavljamo nekaj proteinov, ki so v središču naše pozornosti: 

• Tumorska označevalca EpCAM in Trop2, transmembranska proteina, ki sta pomembna za normalen razvoj epitelijskih tkiv, povečano pa se izražata pri rakih epitelijskega izvora – karcinomih. Kot prvi smo določili strukturi obeh, sedaj se osredotočamo predvsem na njune proteolitske cepitve s strani proteaz kot staTACE in BACE ter interakcije z drugimi proteini. Zanimajo nas tudi s signaliziranjem povezane interakcije njunih fragmentov, na primer interakcije citosolnega dela s kompleksom FHL2:beta-katenin. Raziskave so pomembne za razumevanje njune vpletenosti v epitelijsko-mezenhimski prehod ter razvoj diagnostičnih in prognostičnih pristopov.
• Nemišični alfa-aktinini, ki so ključni za povezavo aktinskih filamentov v 3D strukture kot so mreže in snopi ter za dinamično preklapljanje med njimi, proteolitska cepitev s kalpaini pa vpliva na interakcijo alfa-aktini:aktin. Trenutno se osredotočamo na regulacijo aktin-povezovalne aktinosti alfa-aktininov s kalcijevimi ioni, predvsem s strukturnega vidika. Raziskave so pomembne z vidika razumevanja funkcij spektrinske naddružine proteinov ter stabilnosti in dinamike citoskeleta, pa tudi v smislu razumevanja molekularnih osnov mutacij, povezanih z boleznimi kot so makrotrombocitopenija in fokalna segmentna glomeruloskleroza.
• Jodiranje različnih rastlinskih proteinov ter vpliv te post-translacijske modifikacije na njihovo funkcijo in dovzetnost za razgradnjo s proteazami. Raziskave so pomembne za razumevanje molekularnih mehanizmov, povezanih z rastjo in imunskim odgovorom rastlin. 

Za raziskovanje navedenih vidikov proučevanih makromolekul uporabljamo širok nabor pristopov, od priprave proteinov v različnih sistemih (bakterijske, insektne, sesalske celice) in njihove izolacije s kromatografskimi metodami do biokemijske in biofizikalne karakterizacije (spektroskopske metode kot so fluorimetrija, UV-Vis in CD spektroskopija; kalorimetrične metode (ITC); tehnike sipanja svetlobe (RALLS/LALLS, SAXS)). Prav tako uporabljamo različne pristope za identifikacijo in karakterizacijo medproteinskih interakcij. Vse to kombiniramo s strukturnimi raziskavami, v okviru katerih se poslužujemo molekulskega modeliranja in simulacij molekulske dinamike ter določanja strukture z eksperimentalnimi pristopi (X-žarkovna kristalografija, krio-elektronska mikroskopija ter NMR spektroskopija, slednja v navezavi z drugimi skupinami), vključujemo pa tudi komplementarne podatke, pridobljene z drugimi eksperimentalnimi ali bioinformatskimi prstopi. 

Sodelavci programske skupine smo aktivno vključeni v pedagoški proces na UL FKKT, tako v smislu predavanj in vaj kot tudi mentorstva, s čimer znanje in izkušnje posredujemo novim generacijam študentk in študentov. Preko sodelovanja v različnih odborih, društvih in konzorcijih smo aktivni v domačem prostoru, preko sodelav pa smo vpeti tudi v mednarodno raziskovalno okolje.

 

Člani programske skupine P1-0140 (na UL FKKT) 

 

Več informacij