Kutatási projekt

Az Alzheimer-kór megbomlott fémion (Cu(II), Zn(II)) háztartásának helyreállítását szolgáló kelátor molekulák előállítása, tulajdonságainak vizsgálata és kölcsönhatásai


HASZNOSÍTHATÓSÁG SZINTJE

Ismeretbővítő kutatás (alap- elméleti kutatás)

KUTATÁSI PROJEKT LEÍRÁSA

A Clioquinol (5-kloro-7-jodo-8-hidroxikinolin) elnevezésű Zn(II) és Cu(II)-kötő tulajdonságú antibiotikummal nyert tapasztalatok bizonyítják, hogy fémkelátorok alkalmazása potenciális terápia lehet az Alzheimer-kór gyógyításában. Humán kísérletek során a Clioquinol hatásosan csökkentette a kognitív elfajulást [5]. A hatásmechanizmus nem teljesen tisztázott, de feltételezik, hogy segít az agyi fémioneloszlás átrendezésében [6]. Egy ilyen kelátormolekulának a következő feltételeket kell teljesiteni: (i) elég nagy stabilitású komplexet képezzen Cu(II)-el és Zn(II)-el ahhoz, hogy hatékony versenytársa legyen az Aβ -nek, de ugyanakkor ne vonja el a fémiont a szervezetben fontos szerepet betöltő metalloproteinektől, (ii) átmenjen a sejtmembránon és (iii) nem legyen toxikus. A csoportunkban folyó munka célja a fenti tulajdonságokkal bíró peptid vagy nem-peptid alapú kelátor molekulák felkutatása/előállítása és jellemzése. A potenciális kelátorok fémkötő képességét potenciometria, NMR- és/vagy ESR- és CD-spektroszkópia valamint UV-látható spektrofotometria módszerekkel jellemezzük. A fém-indukálta Aβ aggregációra gyakorolt hatásukat pedig fluoreszcens spektroszkópiával vizsgáljuk, a laborunkban kidolgozott protokoll segítségével [7]. Jó eredményeket értünk el egy piridinszármazékkal, az ENDIP-el (N1,N2-bis(piridin-2-ilmetil)etán-1,2-diamin), amely Zn(II) és Cu(II) esetén is hatékonyan csökkentette az fém-indukálta Ab aggregációt in vitro kísérletekben [7]. A molekulát úgy választottuk ki, hogy csökkentettük az igen erős Zn(II)-kelátor a TPEN (N,N,N’,N’-Tetrakis(2-piridilmetil)etiléndiamin) donorcsoportjainak számát: az ENDIP gyakorlatilag a TPEN fele. A peptid típusú kelátorként olyan hisztidinben gazdag kis peptideket prólunk ki, amelyekbe beépítettük a fehérjék tipikus Cu(II) és Zn(II)-kötő motívumait, a HisHis és/vagy His-X-His valamint az amid nitrogén deprotonálódására Zn(II) esetén is lehetőséget adó GlyHis és/vagy AlaHis szekvenciákat. Bíztató eredményeket kaptunk HisHis és GlyHis szekvencián alapuló elágazó láncú peptidekkel, amelyek Cu(II)-kelátorként csökkentették kísérleteinkben az amiloid aggregációt [8]. A peptidek előállításánál a fémkötő részeket a Lys terminális és oldallánci amino csoportjaihoz kapcsoltuk hozzá. Ezen kelátorok jellegzetessége, hogy egyszerre két fémiont képesek megkötni. Idézett irodalom: 1. R. Rajendran, R. Minqin, M.D. Ynsa, G. Casadesus, M.A. Smith, G. Perry, B. Halliwell, F. Watt, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2009, 382, 91-95. 2. C.A. Pavithra, K.J. Barnham, Int. J. Alzmeimer`s Disease, 2011, 2011: 542043. 3. P. Faller, C. Hureau, Dalton Trans, 2008, 1-14. 4. C-J. Lin, H-C. Huang, Z-F. Jiang, Brain Res. Bull., 2010, 82, 235-242. 5. Ritchie, C.W., Bush, A.I., Mackinnon, A., Macfarlane, S., Mastwyk, M., MacGregor, L., Kiers, L., Cherny, R.A., Li, Q.X., Tammer, A., Arch. Neurol., 2003, 60, 1685–1691. 6. S.R. Bareggi, U. Cornelli, CNS Neurosci. Ther., 2011 doi: 10.1111/j.1755-5949.2010.00231.x (Epub ahead of print). 7. A. Lakatos, E. Zsigó, D. Hollender, N.V. Nagy, L. Fülöp, D. Simon, Z. Bozsó, T. Kiss, Dalton Trans., 2010, 39, 1302-1315. 8. A. Lakatos, B. Gyurcsik, N.V. Nagy, Z. Kele, L. Fülöp, T. Kiss, Dalton Trans., (submitted).