2011. június: jegyzet, portré, nanotechnológia, biotechnológia, innováció, disszemináció, egyetem, paragrafus, zöldkörnyezet, hulladékgazdálkodás

Komoly sikerek az enzimkutatásban

Magyarországon első alkalommal a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karán állítják üzembe azt a berendezést, amely automatikus kristályosítás után röntgensugárzás segítségével helyben képes megoldani a fehérjék térbeli szerkezetének vizsgálatát. Dr. Poppe László professzorral, a Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszékének oktatójával a kutatási eredményekről beszélgettünk.


A BME Szerves Kémia és Technológia Tanszékének kutatócsoportja egészen pontosan milyen területeken végez kutatásokat?
– Bioorganikus kutatócsoportunk a biotechnológia azon szegmensével foglalkozik, amely a kismolekulájú vegyületek előállítására koncentrál. Jelenleg a gyógyszeripar termékeinek nagy hányada tartozik ebbe a kategóriába, tudniillik a királis molekulákat tartalmazó gyógyszerek enzimekkel és receptorokkal találkoznak az élő szervezetben, az azonban nem mindegy, hogy ezek a királis molekulák egészen pontosan mivel lépnek reakcióba. Amennyiben nem a megfelelő királis molekula találkozik az enzimekkel, akkor jó esetben nem működik hatékonyan a készítmény, ám rosszabb esetben kárt is okozhat. Erre a legszörnyűbb példa a Contergan-botrány volt: a vény nélkül kapható gyógyszer elsősorban altatóként és nyugtatóként szolgált, de a fejfájást és a hányingert is csillapította. Ez utóbbi hatása okán a gyártó kifejezetten ajánlotta kismamáknak. A gyógyszer rossz kémiai reakciója miatt ugrásszerűen megnőtt azoknak a gyerekeknek a száma, akik halva vagy valamilyen embrionális rendellenességgel jöttek világra, például végtaghiánnyal, más testi torzulással. Ez a hiba késztette a gyógyszerkutatást arra, hogy gyakorlatilag csak „tiszta formában” lehet manapság gyógyszereket előállítani. Kutatócsoportunk enzimeket használ fel e „tiszta formák” előállítására.
A napokban helyeznek üzembe egy 100 millió forintos műszert a Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karon. Mit lehet tudni erről a fejlesztésről?
– Magyarországon ez a dr. Vértessy Beáta professzor asszony által vezetett, közös pályázatban elnyert készülékegyüttes lesz az első olyan berendezés, amely automatizált kristályosítást követően röntgensugárzás segítségével helyben képes megoldani a fehérjék térbeli szerkezetének vizsgálatát és modellezését, így a jövőben már nem kell Németországba vagy Svájcba utazni a vizsgálat elvégzéséhez. Ráadásul a vizsgálat nem próba szerencse alapon történik, hanem kísérleti úton. Ennek az a jelentősége, hogy elősegíti a gyógyszerkutatás hagyományos formájának (a molekula elkészítését követően élő szervezeteken próbálják ki hatásfokát) egyre inkább a célmolekula orientált kutatásra váltását.

A PAL aktív helye: MIO (kék) és termék (zöld)

A jövőben tervezettebben lehet a kísérleteket végrehajtani, amivel pénzt és energiát takaríthatunk meg. Kutatásaink egyrészt az enzimfehérjék és a kismolekulák kölcsönhatására, másrészt a rekombináns fehérjék előállítására koncentrálnak.
Komoly sikereket értek el a MIO-tartalmú enzimek kutatásában. Mitől ennyire különleges ez a típusú enzim?
– Ezek az enzimek egyedülálló, úgynevezett MIO nevű prosztetikus csoportot tartalmaznak. Az utóbbi időben a működésük sajátosságait vizsgáltuk, azonban időközben kiderült: a DSM nevű holland cég a 12 lépcsős szintetikus eljárást két lépésre csökkentve a fenilalanin-ammónia-liáz (PAL) enzim segítségével egy gyógyszer kulcsintermediert tonnás nagyságrendben állít elő. Neves amerikai folyóiratok is arról cikkeznek a MIO-tartalmú enzimcsalád kapcsán, hogy az elmúlt időszak legérdekesebb kémiai reakciói közé tartoznak a velük végrehajtható folyamatok.
Nemrég közösen kutattak a magyar kutató-fejlesztő céggel, a ThalesNanóval. Mennyire volt sikeres az együttműködés?
– A ThalesNano olyan eszközök fejlesztésében tartozik a világ élvonalába, melyek segítésével a kémiai reakciók nem normál körülmények között hajthatóak végre. Eszközparkjuk sok esetben felválthatja a hagyományos lombikos módszereket, és így labor méretben is hatékony, folyamatos üzemű reakciókat voltunk képesek megvalósítani.
A módszer az enzimkatalizált reakciók kísérletezésére is igen hatékonyan felhasználható. Általános érvényűen sikerült bebizonyítanunk, hogy ugyanaz az enzimmennyiség hagyományos módszerek alkalmazásával fele olyan hatékony, mint a ThalesNano készülékei segítségével. A kapcsolat azért is volt gyümölcsöző, mert a BME jóval hatékonyabban tudta kísérleteit végrehajtani, mi pedig új ötletekkel gazdagítottuk a cég repertoárját.
A közös munka jelentősen meggyorsította azt a kutatási irányunkat, hogy az enzimeket rögzített formában használjuk, e téren is komoly sikereket értünk el. Ennek köszönhetően kutatóink olyan spin-off céget hoztak létre, amely az előállított enzimek piaci alapon való forgalmazását célozta meg.•

 
Innotéka