Fémek szerepe a fehérjeszerkezetben és - működésben = The role of metals in protein structure and function

Feherjekrisztallografia, magneses magrezonancia-spektroszkopia es molekulamodellezes segitsegevel vizsgaltuk az osszefuggeseket nehany metalloprotein, valamint egy uj tipusu, rendezetlen feherje szerkezete es műkodese kozott. Hatekony modszert fejlesztettunk ki a reakciout kvantummechanikai szamitasara enzimekben. Tisztaztuk a DNS javitasaban fontos szerepet jatszo dUTPaz altal katalizalt reakcio legtobb reszletet. Meggyőző bizonyitekokat szolgaltattunk arra, hogy az enzimatikus foszfathidrolizis soran a dUTPazban nagy energiaju, trigonalis bipiramisos elrendeződesű intermedier keletkezik. Kimutattuk, hogy a KAR-2 nevű molekula mas, biszindol tipusu ligandumoktol elterő modon kotődik a kalmodulinhoz, ez magyarazza kulonleges fiziologiai hatasat. Elvegeztuk a hemoglobin hem-csoportjainak normal koordinatak szerinti analiziset, amiből kovetkezteteseket vontunk le a szerkezetre vonatkozoan. A deformaciok azt mutatjak, hogy a hem csoport szerkezete erzekeny a molekula tavoli reszeben kotődő effektor jelenletere, ami az alloszterikus szabalyozas hatasmechanizmusanak a tercier szerkezettel valo kapcsolatat tamasztja ala. A kozelmultban egy uj agy-specifikus feherjet izolaltunk, melynek atlagos rendezetlensege 46-47%, tehat szerkezet nelkulinek tekinthető. Reszletes vizsgalatokat vegeztunk e feherje, illetve kulonboző feherjekkel kepezett komplexe szerkezetere vonatkozoan. | We investigated the relationship between the structure and activity of some metalloproteins and a new unfolded protein. We developed an efficient method for the quantum mechanical calculation of the reaction path in enzymes. Most details of the reaction catalysed by dUTPase, playing an important role in DNA repair, have been clarified. We provided convincing evidence that during enzymatic phosphate hydrolysis a high-energy, trigonal bipyramidal intermediate is formed. We have shown that the molecule KAR-2, in contrast to other bisindole-type ligands, has a different binding mode to calmodulin, which explains its special physiological effect. We performed the normal co-ordinate analysis of the hem groups of haemoglobin and derived conclusions on their structure. The deformations indicate that the structure of the hem group is sensitive to the presence of an effector bound in a distant region of the molecule. This finding supports the relation between the allosteric mechanism of action and the tertiary structure. Recently we isolated a new brain-specific protein, which is 46 to 47 per cent disordered, i.e. it can be considered as unfolded. We made detailed studies on the structure of this protein and its complex with others.