Rendezetlen fehérjék szerepe humán betegségekben

Data

Official data in SubjectManager for the following academic year: 2024-2025

Topic

A rendezetlen fehérjék egy különleges csoportot alkotnak, melyek felfedezése a 1990-es években történt. Ezen fehérjék nem rendelkeznek jól definiált térszerkezettel, amely a különböző biológiai funkciók alapját jelentenék. Ahogy a nevében is benne van, ezek a fehérjék részben, vagy teljesen rendezetlen, random szerkezetűek, ami egyre inkább a kutatók figyelmét is felhívta, mivel ellentmond a korábban ismert szerkezet-funkció paradigmának. A szakirodalomban több ízben leírták, hogy a rendezetlen fehérjék aránya növekszik a genom komplexitásával. Az emberi szervezetben a genom közel 40%-át a rendezetlen fehérjék teszik ki, ami arra utal, hogy a humán szervezetben esszenciális biológiai szerepet látnak el. Számos létfontosságú funkciókban játszanak szerepet, úgymint, jelátviteli folyamatok, idegrendszeri funkciók, ehhez kapcsolódóan pedig neurodegeneratív betegségekben (Alzheimer, Parkinson kór, Skizofrénia stb.), valamint rákos megbetegedésekben is kiemelt szerepük van.

A rendezetlen fehérjékről és a biológiai fontosságukról a kötelező biofizikai tantárgyak keretében, idő hiányában nem esik szó. Habár fontosnak tartanánk a fehérjecsoport megismerését a hallgatók számára, mert egy komplexebb képet adna a fehérje biofizika megértéséhez. Továbbá a kurzus célja, hogy egyfajta szintézist és átfogó képet adjon a hallgatók számára a rendezetlen fehérjék biológiai sokféleségéről, a vizsgálati módszerekről és a fehérje csoporttal összefüggő betegségekről.

A kurzus tematika első fele a fehérjék szerkezeti szintjeiről lesz szó. Ezt követően a rendezetlen fehérjéket ismerheti meg a hallgató, hogyan is alakult ki ez a fehérje csoport, milyen funkciókban játszanak szerepet és milyen funkcionális előnye van a fehérjecsoportnak a humán szervezetben. Továbbá szó lesz milyen bioinformatikai programokkal vizsgálható a rendezetlen szerkezete az egyes fehérjéknek. Ezután a kurzus során a modern biofizikai vizsgálati módszerekről lesz szó, amelyek segítségével részletes képet nyerhetünk a fehérje rendezetlenségről, ami a biológiai funkciók interpretálásában fontos alapot nyújtanak. A biofizikai módszerek során a legmodernebb módszereket szeretnénk bemutatni (Fluoreszcencia és Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia, Kisszögű röntgenszórás (SAXS), Dinamikus fényszórás (DLS), Differenciális pásztázó kalorimetria (DSC)), melyek a kutatások során is élvonalba tartozó biofizika módszerek. Ezáltal a hallgatók egyedi technikákat ismerhetnek meg a modern kutatásból. A biofizikai módszereket követően a kurzus a rendezetlen fehérjék és a neurodegeneráció kapcsolatát boncolgatja, valamint különböző nehézfémek (vas, mangán, réz stb.) hatását a rendezetlen fehérjékre, ezáltal a neurodegenerációra. A kurzus második felében pedig különböző rendezetlen fehérjékről lesz szó, hogyan is játszanak szerepet az egyes neurodegeneratív, kardiovaszkuláris és rákos betegségekben.

Lectures

• 1. Bevezetés, kurzus áttekintés és követelmények - Telek Elek
• 2. Fehérjeszerkezet és feltekeredés, fehérjeszerkezet szintjei, a fehérjetekeredés elmélete: Anfinsen kísérlet, Levinthal paradoxon, a feltekeredés tölcsér elmélete - Ujfalusi Zoltán
• 3. Rendezetlen fehérjék áttekintése, szerkezet-funkció paradigma, rendezetlen fehérjeszerkezet sajátosságai, rendezetlenség vizsgálata bioinformatikai módszerekkel - Telek Elek
• 4. Rendezetlen fehérjék kialakulása és funkcionális jellemzése, rendezetlen fehérjék evolúciója, rendezetlenség funkcionális előnyei, fehérje-fehérje interakciós hálózatokban betöltött szerepük - Telek Elek
• 5. Rendezetlen fehérjék vizsgálata modern biofizikai módszerekkel, fluoreszcencia és Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia, Kisszögű röntgenszórás (SAXS), Dinamikus fényszórás (DLS), Differenciális pásztázó kalorimetria (DSC) - Telek Elek
• 6. Rendezetlenség és a neurodegeneráció kapcsolata, rendezetlen fehérjék és neurodegeneráció - Takács-Kollár Veronika Tünde
• 7.

  Rendezetlen fehérjék szerepe neurodegeneratív betegségekben I. Synuclein, Huntingtin és Ataxin fehérjék

  - Takács-Kollár Veronika Tünde
• 8.

  Rendezetlen fehérjék szerepe neurodegeneratív betegségekben II. Ab, Tau és Prion fehérjék

  - Ujfalusi Zoltán
• 9.

  Fém ionok szerepe a neurodegenerációban, rendezetlen fehérjék aggregációs hajlama fém ionok hatására

  - Takács-Kollár Veronika Tünde
• 10. Rendezetlen fehérjék szerepe diabétesz és kardiovaszkuláris betegségekben. Amylin, IRS, Inzulin, TnF-a fehérjék - Takács-Kollár Veronika Tünde
• 11. Rendezetlen fehérjék szerepe rákos megbetegedésekben. Rendezetlen fehérjék, mint potenciális terápiás célpontok rákos betegségekben - Ujfalusi Zoltán
• 12. Számonkérés - Ujfalusi Zoltán

Practices

Seminars

Reading material

Obligatory literature

Literature developed by the Department

Notes

Recommended literature

Orvosi Biofizika tankönyv, szakirodalmi cikkek, melyek hivatkozása szerepel majd a kurzus során az előadások anyagában.

Conditions for acceptance of the semester

Félév végi teszt megírása

Mid-term exams

A félév végén, az utolsó órán történik a számonkérés egy alkalommal írásbeli formában a kurzus tematika anyagából. Pót teszt lehetőség biztosítva lesz megbeszélés alapján.

Osztályozás: 60% alatt elégtelen (1), 60-70% elégséges (2), 70-80% közepes (3), 80-90% jó (4), 90 % felett jeles (5)

Making up for missed classes

15% hiányzás esetén nem szükséges pótlás

Exam topics/questions

A kurzus során az utolsó szorgalmi héten tartott írásbeli számonkérés képezi majd a kurzus végső jegyét. Nem tervezünk a vizsgaidőszakban számonkérést.

Examiners

Instructor / tutor of practices and seminars