Амилоидната агрегация е от изключително биомедицинско, био- и структурно-химическо значение и е привлякла постоянен интерес през последните десетилетия (B.S. Blumberg и D.C. Gajdusek за болестта на Куру (1976) и S.B. Prusiner за разбиране на прион наследството (1997 г.) получават Нобелова медицинска награда). Научни открития в тази област могат да бъдат постигнати само ако е налице висока степен на синергия между изследователите, критичния брой и ресурсите. Необходимият синтетичен, биохимичен, спектроскопски, моделиране, биоаналитичен и нанотехнологичен капацитет вече е на разположение в ELTE TTK. Фокусът ни е разработването на протеинови тестови системи, рационалното проектиране, ин витро/вивото производство и разработването на биосъвместими наносистеми. За да постигнем научноизследователските си цели, възнамеряваме да създадем център за високи постижения, който може да доведе до значителни пробиви в тази област поради развитието на сътрудничеството в цялата област на молекулярната биохимия, съчетавайки шест различни подхода и шест различни гледни точки. Разбирането на пространствената структура и динамиката на протеините е изследователска задача, която е от биомедицинско, социално и икономическо значение отвъд химическата любопитство и значение. Протеините могат да бъдат идентифицирани в почти всички части на живите организми и да функционират ефективно, в съответствие с околната среда, като сложни системи, с добре регулирани взаимодействия протеин-протеин във фонов режим, както и с олиго и полимеризационни процеси (Tory, Perczel, Nature Genetics 2014). Тези процеси обаче понякога водят до агрегация и амилоиден задънена улица. Промяната в конформацията, която е диагностицирана от Alois Alzheimer в продължение на повече от 100 години, но все още не е разбрана точно на молекулярно ниво, е само една от амилоидните струпвания, наблюдавани в процеса на „отлежаване на протеини“. Агрегацията е термодинамично бенефициент (Perczel 2007), а подробното му разбиране и използване са основни елементи на нашето приложение. В допълнение към абнормната белтъчна агрегация са известни и редица непатогенни струпвания. Функционалните амилоиди са изиграли важна роля в развитието на бактериите (Pseudomonas), наметалите (Plasmodium), коприната от паяк, биофилмите, адхезивните протеини и др.; те се отличават със своята стабилност, гъвкавост, якост на опън. Нашето приложение се основава на новото и целево ориентирано свързване на шест изследователски групи на ELTE TTK с различен научен опит и работа с изключителни резултати. Интегрираният теоретичен, експериментален и инструментален изследователски екип може да реализира проектирането, синтеза и обширното изследване на пептидни и протеинови наносистеми, в които отразяващата ß пространствена структура, податлива на агрегация, е общ елемент. Биомолекулите на тази пространствена структура включват амилоиди, сферични ципове и адхесив ß-влакна и нишки. Те имат потенциал за материална наука (самоорганизирани, компактни наносистеми, биосъвместими лепила) и могат да отговорят на сериозните предизвикателства на науките за живота като Алцхаймер (APP › ß1—42 агрегация) и болестта на Паркинсон (агрегация на?-синуклеин), захарен диабет (IAPP агрегация) или тип рак, причинен от недостатъчно активен туморен супресор p53 поради агрегация (Knowles 2014). Координацията на подготвителните, спектроскопските и кристалографските изследвания в шестте групи (Perczel), квантовата химия (Императора) и математическото (Grolmus) моделиране, колоидната химия (Kiss), тестовете за еволюция на насочения пептид и протеин (Pál) и in vivo генетичните произведения (Vellai) позволяват разработването на целенасочени, но амбициозни изследвания в ELTE. Всички тези кандидати са активни и ефективни изследователи от десетилетия (кумулативни данни: >1000 съобщения, > 20000 препратки, > 30 години изследователски опит в чужбина, >40 докторанти), които управляват 5—20 in silico, in vitro и in vivo изследователски екипи, водят изследователски екип MTA-ELTE, работят с NMR, рентгенови лъчи, ECD, VCD, AFM, SPR, SEM устройства. Въпреки че стотици протеини са описани като спонтанно образуващи амилоиди при физиологични или леко различни обстоятелства, молекулярните детайли и кинетичните параметри на процесите са до голяма степен неизвестни — могат да се използват само данни за разсейване на светлината, флуоресценция и ЕМ. (В хода на нашите контролни проучвания преди изготвянето на плана за прилагане, в случай на вариант на пептидно лекарство (ексенатид), използван за лечение на диабет тип 2, открихме амилоидно обучение, което може да бъде предизвикано от промени в околната среда — уникална тестова система, която може да бъде „референтната“ система за амилоидна трансформация). С помощта на спектроскопски (ECD, VCD) и ЯМР методи възнамеряваме да съберем специфична за аминокиселината информация за детайлите на амилоидното обучение, което може да доведе до разработването на протокол за спектроскопия на „амилоидното разпознаване“. Възн...