A) CIEĽ č. 2 – Cieľom projektu je podpora domácej štrukturálnej chémie a štrukturálneho biologického výskumu, podpora začatia nových špičkových základných výskumných a inovačných činností rozšírením existujúcej infraštruktúry röntgenovej difrakcie. Súčasná infraštruktúra pozostáva z vybavených kryštalizačných laboratórií, kryštalizačného robota a zastaraného difraktometra vhodného na testovanie proteínovej štruktúry. Plánovaný vývoj, získanie difraktometra s rotačným anódou a najmodernejším hybridným pixelovým detektorom, by umožnil rozšíriť rozsah aplikácií pomocou nového zariadenia s jedinečnou citlivosťou v Maďarsku. Význam röntgenových difrakčných výskumov – Dobre regulovaná interakčná sieť molekúl hrá nevyhnutnú úlohu vo fungovaní živého organizmu, vrátane interakcií a trvalých alebo prechodných komplexov proteínov navzájom a s inými molekulami. Trojrozmerné zastúpenie zohráva významnú úlohu pri pochopení týchto procesov. Röntgenová difrakcia – kde úspech merania, informačný obsah nameraných údajov závisí od kvality testovaného kryštálu, ako aj od stavu difrakčného prístroja, je jedným z hlavných nástrojov pre priestorové skúmanie molekúl, molekulárnych komplexov a interakcií v atómových detailoch. Kontaktné miesta RESEARCH – Projekt spája interdisciplinárny výskum so zameraním na intermolekulárne interakcie, atómovú charakterizáciu a návrh priestorových interakčných modelov v proteínových komplexoch a malých molekulových kryštáloch. Jedným z hlavných cieľov nášho výskumu je lepšie pochopiť funkciu bielkovín a požičateľné proteínové siete, mapovať zmenené štrukturálne interakčné vlastnosti proteínových variantov a proteínových zmien spojených s chorobami, pomôcť navrhnúť ligandy a proteíny (spoľahlivé peptidové motívy). 1) Chemická modifikácia bielkovín súvisiacich s ochoreniami (napr. oxidáciou je proteín DJ-1, ktorý vykonáva ochrannú funkciu proti Parkinsonovej chorobe; bodové mutácie v prípade enzýmu zodpovedného za tvorbu pseudouridínu, ktorý sa podieľa na dolaďovaní štruktúry RNA) a pochopenie štrukturálnych a interakčných posunov, ktoré z nich vyplývajú, s cieľom objasniť štrukturálne prvky funkcie. Okrem toho je naším cieľom poskytnúť účinnú pomoc pri navrhovaní špecifických ligandov (v kombinácii s vysoko priepustnými metódami) a pri používaní pokročilých ligandov ako účinných látok alebo molekulárnych snímačov (napr. DJ-1 a D-aminokyselinoxidáza). Difraktometer, ktorý sa má získať, pravidelne zhromažďuje aj vysokokvalitné meracie údaje z menej rozptýlených kryštálov, čo urýchľuje proces navrhovania. 2) Konkrétnou inhibíciou abnormálnej aktivácie imunitného systému sa môžu vyvinúť inhibičné molekuly, ktoré sa môžu použiť v medicíne, alebo podrobnejšie vyšetrenie aktivačných ciest (napr. komplementárny systém). S infraštruktúrou röntgenovej difrakcie chceme pochopiť špecifickosť a selektivitu týchto nových molekúl proteínového inhibítora vyvinutých smerovou evolúciou. 3) Medzi interakčnými modelmi proteínov s proteínmi sú interakcie proteínov uzlov tiež významné z medicínskeho hľadiska, ktoré sú charakterizované rozpoznávaním rôznych pôžitkových motívov, čím významne ovplyvňujú fyziologické procesy tým, že ovplyvňujú činnosť niekoľkých proteínových partnerov (napr. proteíny S100 zapojené do metastáz, alebo MAP kinázy, tyrozínkinázy, ktoré riadia bunkové delenie a procesy pohybu zapojené do procesov prenosu signálu). Chemická zmena povrchov požičateľných bielkovín (napr. fosforylácia) je univerzálna pri regulácii procesov prenosu signálu, často na pozadí patologických procesov. 4) V prípade samoorganizovaných, multimérových proteínov, ktoré oddeľujú chemickú reakciu, ktorú katalyzujú z vonkajšieho sveta systémom dutín, teda potenciálnymi cieľmi pre biotechnologické aplikácie, je naším cieľom identifikovať a charakterizovať štrukturálne detaily dôležité pre samoorganizáciu bielkovín (oligopeptidázy). 5) Definovaním štruktúry malých molekúl je jedným z našich cieľov vysoká presnosť stanovenia molekúl, z ktorých môžeme odvodiť zmenu reaktivity v rámci série zlúčenín v prípade biologicky aktívnych zlúčenín (napr. deriváty ferocénu, zlúčeniny s cytostatickým účinkom). 6) Selektívne, Kiral uznanie vypožičateľných partnerov je nevyhnutné pre fungovanie biologických systémov. Pri výrobe bioaktívnych molekúl je preto veľmi dôležité efektívne oddelenie párov zrkadlového obrazu (chiral separácia), ktorého najefektívnejšou metódou je zvyčajne chirálne rozpoznávanie generované kryštalizáciou v pevnej fáze. Na druhej strane geometrické charakteristiky smerových interakcií a tvar fit, ktoré hrajú dôležitú úlohu v chiral recog...