A csoportról

A miozin fehérjék közös tulajdonsága, hogy kémiai energiát mechanikai munkává képesek alakítani, ezáltal az élő sejt számos funkciójában, mozgatásában, transzport folyamataiban, szabályozásában vesznek részt. Hibás működésük a sejtek diszfunkciójához, pusztulásához, és ezeken a folyamatokon keresztül humán betegségek kialakulásához is vezethet.

A miozin fehérjék közül a miozin 16 családról még viszonylag keveset tudunk. Korábbi publikációkból ismert, hogy legnagyobb mennyiségben a fejlődő idegsejtekben fordul elő és leginkább a sejtmagban található meg, ahol részt vesz a sejtciklus szabályozásában. Saját előkísérleteink arra is rávilágítottak, hogy kölcsönhatásai révén fontos szerepet tölthet be a foszforilációs szabályozási útvonalak alakításában is.

Kutatásaink során ennek a még kevéssé ismert, de vélhetően számos fontos biológiai funkcióban szerepet játszó miozin családnak a pontosabb megismerése a célunk. Vizsgáljuk a miozin 16b fehérje biokémiai tulajdonságait, szerkezetét, valamint kölcsönhatásait más partnerfehérjékkel.  Feltételezésünk szerint a miozin 16b központi szerepet tölt be a az intracelluláris szabályozásban: az N-terminális ankyrin doménen keresztül részt vesz a defoszforilációs folyamatokban, illetve a C-terminális farok domén kapcsolódik az aktin citoszkeletonhoz.  Eredményeink remélhetőleg fontos információval szolgálhatnak majd a vonatkozó humán betegségek diagnózisának és kezelésének a hatékonyabb és pontosabb kidolgozásához is.

Kutatási témák

Kutatásunk célja a nem-konvencionális miozin 16b  motorfehérje biokémiai karakterizálása mind a domének, mind a teljes fehérje szintjén, illetve élő sejtes kísérletekben a fehérje in vivo funkciójának feltérképezése.

Az ankyrin domén szerepe a motor funkció szabályozásában és a defoszforilációs folyamatokban  (Kollaboráció: Prof. Erdődi Ferenc, Debrecen)

A miozin 16b és a protein foszfatáz katalítikus alegység (PP1c) enzimkomplex molekulaszerkezeti vizsgálata

A miozin 16b C-terminális farkok doménjének szabályozási szerepe és kölcsönhatása az aktin citoszkeletonnal

A motor domén, illetve a teljes hosszúságú miozin 16b kinetikai karakterizálása biokémiai és nanotechnológiai módszerekkel (Kollaboráció: James Sellers, NIH, Bethesda, USA)

A miozin 16b in vivo vizsgálata az élő sejtben, a sejt működésében betöltött szerepének feltérképezése

Módszerek és műszerek

A rekombináns fehérjéket molekuláris biológiai módszerekkel klónozzuk, majd E. coli illetve Baculovirus/Sf9 expressziós rendszerben állítjuk elő és kromatográfiás eljárásokkal tisztítjuk.

Spektroszkópiai és enzim kinetikai vizsgálatok Jasco fotométerrel illetve Horiba Jobin-Yvon fluoriméterrel, a gyors-kinetikai mérések Applied Photophysics stopped-flow műszerrel történnek.

A fehérje interakciós vizsgálatokhoz koszedimentációs és anizotrópia mérésen alapuló technikákat alkalmazunk, illetve kollaborációban (Debreceni Egyetem) felületi plazmon rezonancia méréseket végzünk.

Transzfektált és mikroinjektált sejtkultúrák mikroszkópos vizsgálata Olympus fluoreszcens mikoszkóppal, TIRF, illetve Zeiss SIM (szuperfelbontású mikroszkóppal) történik.

Munkatársak

Dr. Kengyel András, orvos, egyetemi tanársegéd

andras.kengyel@aok.pte.hu

Telek Elek, biológus, PhD-hallgató

elek.telek@aok.pte.hu

Támogatás:

Prof. Dr. Nyitrai Miklós, egyetemi tanár; OTKA K 112794 „A miozin 16b funckiójának molekuláris mechanizmusai”

Publikációk

1. Kengyel A, Bécsi B, Kónya Z, Sellers JR, Erdődi F, Nyitrai M. Ankyrin domain of myosin 16 influences motor function and decreases protein phosphatase catalytic activity. Eur Biophys J. 2015 May; 44(4): 207-18. (IF: 2.474)
   
2. Kengyel A, Bécsi B, Kónya Z, Erdődi F, Nyitrai M (2013). The role of the ankyrin domain in the function of the myosin 16b Mol. Biol Cell 24, 1171. 54^th Annual Meeting of The American Society for Cell Biology, New Orleans, LA, USA, Dec 14-18, 2013
3. Kengyel, A, Bécsi, B., Erdődi, F., Nyitrai, M. Az ankyrin domén szerepe a miozin 16b funkciójában. 43. Membrán-transzport Konferencia, Sümeg, Hungary, Május 21-24, 2013
4. Kengyel, A, Nyitrai, M. Binding properties of the Myosin 16b Ankyrin Domain. The 27th European Cytoskeletal Forum Meeting, Pécs, Hungary, Nov. 3-7, 2012
5. Kengyel, A., Wolf W.A., Chisholm, R. and Sellers JR. Nonmuscle Myosin IIA with a GFP Fused to the N-terminus of the Regulatory Light Chain Is Regulated Normally. Journal of Muscle research and Cell Motility. 2010 Aug 14. [Epub] (IF: 1.66)
6. Kellermayer M.S.Z., Bianco, P., Mártonfalvi, Zs., Nagy, A., Kengyel, A., Szatmári D., Huber, T., Linari, M., Caremani, M., and Lombardi, V. Muscle Thixotropy: More than Just Cross-Bridges? Response to Comment by Campbell and Lakie. Biophysical Journal.  2008 January 1; 94(1): 329–330. (IF: 4.68)
7. Bianco, P., Nagy, A., Kengyel, A., Szatmári, D., Mártonfalvi, Z., Huber, T. and Kellermayer, M.S.Z. Interaction Forces Between F-actin and Titin PEVK Domain Measured with Optical Tweezers. Biophysical Journal. Vol. 93 (6), 2102-9, 2007 (IF: 4.63)
8. Kellermayer, M.S.Z., Karrsai, A., Kengyel, A., Nagy, A., Bianco, P., Huber, T., Kulcsar, A., Niedetzky, C., Proksch, R., and Grama, L. Spatially and Temporally Synchronized Atomic Force and Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy for Imaging and Manipulating Cells and Biomolecules. Biophysical Journal. Vol. 91 (7), 2665-77, 2006 (IF: 4.76)
9. Karsai, Á., Nagy, A., Kengyel, A., Mártonfalvi, Zs., Grama, L., Penke, B. and Kellermayer, M.S.Z. Effect of lysine-28 side chain acetylation on the nanomechanical behavior of Alzheimer amyloid b25-35 fibrils. J Chem. Inf. Model., 45 (6), 1641-6. 2005 (IF: 3.078)
10. Nagy, A., Cacciafesta, P., Grama L., Kengyel, A., Málnási Csizmadia, A. and Kellermayer, M.S.Z. Differential actin binding along the PEVK domain of skeletal muscle. Journal of Cell Science. 117, 5781-5789, 2004 (IF: 6.91)

TDK Témák

Egy különleges motorfehérje, a miozin16, szerepe az idegfejlődésben

Témavezető: Dr. Kengyel András, egyetemi tanársegéd