Poznanie na poziomie molekularnym i funkcjonalnym białkowych sieci regulujących syntezę hypuzyny – to główny cel projektu realizowanego przez dra Przemysława Grudnika z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Hypuzyna to niestandardowy aminokwas, czyli cegiełka budująca białko. Jej unikatowość polega na tym, że występuje tylko w jednym białku – czynniku translacyjnym elF5A – tłumaczy dr Grudnik, pomysłodawca i kierownik projektu pn. „Molekularne podstawy procesu hypuzynacji”, realizowanego w ramach konkursu OPUS 17 Narodowego Centrum Nauki.
Jak dowiedziono, czynnik translacyjny elF5A jest zaangażowany w procesy prowadzące do rozwoju wielu chorób, m.in. cukrzycy i nowotworów. Poznanie mechanizmów hypuzynacji czynnika translacyjnego pozwoli naukowcom odpowiedzieć na kluczowe pytanie: W jaki sposób można ten mechanizm kontrolować?.
Dlaczego to tak istotne? – Przede wszystkim mechanizm hypuzynacji jest zaburzony w procesach nowotworowych i następuje zbyt duża synteza hypuzyny, tak więc możliwość kontrolowania hypuzynacji może przyczynić się do zatrzymania choroby. Natomiast, w sytuacji odwrotnej, kiedy występuje brak hypuzynacji, prowadzący m.in. do powstawania chorób neurodegeneracyjnych, jego aktywacja pozwoli zmniejszyć efekty tego niedoboru – wyjaśnia naukowiec.
Dr Przemysław Grudnik, jako biolog strukturalny w swoich badaniach planuje wykorzystać techniki krystalografii rentgenowskiej, spektometrię mas, mikroskopię krioelektronową oraz niskokątowe rozpraszanie promieni rentgenowskich.
Prace naukowe rozpoczęły się od opisu struktury białka syntazy deoksyhypuzyny (DHS) odpowiadającego za pierwszy etap hypuzynacji. Niedawno naukowcom udało się opublikować pierwszą pracę na ten temat.
Wymiernym efektem naszego projektu jest wyjaśnienie i zobrazowanie na poziomie atomowym w jaki sposób białko DHS wykorzystuje naturalny substrat – spermidynę do modyfikacji czynnika translacyjnego eIF5a. Kolejnym efektem projektu będzie poznanie mechanizmów odpowiedzialnych za niedobór DHS, powodujących odkrytą niedawno rzadką chorobę neurodegeneracyjną. Dodatkowo odkrycie specyficznych związków chemicznych, pozwoli nam modulować (hamować lub aktywować) w zależności od potrzeb proces hypuzynacji – mówi dr Grudnik.
Uczony podkreśla także rolę badań podstawowych, których głównym celem jest zrozumienie niektórych procesów czy mechanizmów.
Wierzymy, że nasze badania będą mieć realne przełożenie na społeczeństwo. Może nie nastąpi to za rok czy za 5 lat, ale w przyszłości mogą posłużyć np. do zaprojektowania cząsteczek o potencjale terapeutycznym w leczeniu chorób o podłożu nowotworowym – podsumowuje naukowiec.
Jadwiga Pasiut
