Jelenlegi kutatási témák
Az 1-es és 2-es típusú humán immundeficiencia vírusok (HIV-1 és HIV-2) fehérjéinek vizsgálata mellett jelenleg is foglalkozunk más retrovírusok, köztük például az egészségügyi kockázatot is jelentő humán T-sejtes leukémia vírusok (HTLV-1, HTLV-2 és HTLV-3) proteázainak biokémiai karakterizálásával. Ezentúl vizsgáljuk eukarióták, köztük az emberi szervezet retrovírus-szerű fehérjéinek tulajdonságait is, beleértve a DNS-károsodás indukálta fehérje (Ddi1 és Ddi2), a PEG10 (paternally expressed gene 10) és a bőr-specifikus (ASPRV1) celluláris dimer aszpartil proteázokat. Kísérleteink célja többek között a tanulmányozott aszpartil proteázok szerkezeti és működési sajátságainak vizsgálata kísérletes és számítógépes eljárásokkal egyaránt, beleértve az aktivitás, a specificitás és a gátolhatóság vizsgálatát is. Összehasonlító vizsgálatokban elemezzük a retrovírusok valamint a retrovírus-szerű fehérjék esetében az általános hasonlóságokat és különbségeket.
Kutatócsoportunk érdeklődési körébe tartozik a HIV-2 vírus fehérjék vizsgálata is, különös tekintettel annak meghatározására, hogy a HIV-1 ellen kifejlesztett terápiás gátlószerek milyen hatékonysággal képesek gátolni a HIV-2 fehérjéket, beleértve a virális proteázt és az integrázt, valamint a HIV-1 és HIV-2 vírusok általi kettős fertőzés molekuláris hátterének vizsgálatát. Sejtkultúrás és in vitro kísérletekben vizsgáljuk különböző, az antiretrovirális terápiákban is alkalmazott inhibitorok hatékonyságát. Célunk azon tulajdonságok azonosítása, melyek befolyásolják a különböző inhibitorok hatékonyságát, valamint meghatározzák a retrovirális, retroelem és celluláris proteázok specificitását.
Kutatócsoportunk érdeklődési körébe tartoznak továbbá más, egészségügyi vagy biotechnológiai szempontból jelentős vírusok fehérjéinek vizsgálata is, mint például a dohány karcolatos vírus (TEV) valamint a venezuelai ló enkefalitisz vírus (VEEV) proteázai és a HIV-2 kiegészítő fehérjék (pl. Vpx).
Célunk továbbá fehérje expressziós és tisztítási módszerek hatékonyságát növelni képes lehetőségek azonosítása, beleértve fúziós címke fehérjék, mint például glutation-S-transzferáz (GST) vizsgálatát, valamint rekombináns fúziós fehérje szubsztrátok fejlesztését és alkalmazását proteolitikus enzimek vizsgálatára.
A SARS-CoV-2 koronavírus járvány 2019. év végén történő kirobbanását követően kutatócsoportunk csatlakozott a koronavírus fehérjék, elsősorban a proteáz és a tüske (spike) fehérjék vizsgálatát célzó kutatásokhoz. Eddigi munkáink magukba foglalták a SARS-CoV-2 proteáz terápiás HIV-1 proteáz inhibitorokkal való gátolhatóságának vizsgálatát, számítógépes és kísérletes eljárások alkalmazását korábban ismeretlen fehérje szubsztrátok azonosítására, a gyógyszer-rezisztencia lehetséges kialakulása mögötti molekuláris háttér vizsgálatát, valamint a tüske fehérje által a fertőzött sejtekre gyakorolt hatások vizsgálatát. A koronavírus-kutatásainkat a Magyar Tudományos Akadémia által meghirdetett post-COVID jelenségek kutatására irányuló nagy kockázatú pályázatok támogatásával végeztük (POST-COVID2021-06). Pályázatunk címe: A SARS-CoV-2 fertőzés és a COVID-19 vakcináció hatásainak in vitro vizsgálata.
A kutató laboratórium fő kutatási területe továbbá a retrovírus alapú génterápiás vektorok fejlesztése, ugyanis a retrovírusok a génterápiás alkalmazások fontos eszközei lehetnek, köszönhetően az életciklusukban nélkülözhetetlen szerepet játszó és igen nagy hatékonyságú integrációnak.
Kutatócsoportunk rendszeresen vesz részt más kutatócsoportokkal közös kutatási projektekben, melyeknek célja különböző fehérjék szerkezet-funkció összefüggéseinek tanulmányozása in vitro vagy in silico módszerekkel, többek között betegség-asszociált fehérje mutációk hatásának vizsgálata érdekében.
Korábbi kutatási témák
A kutató laboratórium fő kutatási területe a retrovírusok életciklusának biokémiai és enzimológiai tanulmányozása (különös tekintettel a virális proteázok funkciójának és tulajdonságainak vizsgálatára). Minden replikáció-kompetens retrovírus kódol virális proteázt. Az érett proteáz funkciója nélkülözhetetlen a replikációhoz.
A HIV-1 proteáz az AIDS betegek kezelése során alkalmazott antiretrovirális terápiák egyik legjelentősebb célmolekulája, számos proteáz inhibitort alkalmaznak a klinikai gyakorlatban. Azonban az inhibitorokkal szembeni rezisztencia kialakulásának oka a rezisztens proetáz variánsok gyors szelekciója. Számos proteáz esetében végeztek összehasonlító vizsgálatokat a proteázok specificitásának tanulmányozása céljából, melyek várhatóan hozzájárulhatnak olyan széles-spektrumú proteáz inhibitorok kifejlesztéséhez, amik számos retrovirális proteáz gátlására képesek, köztük a rezisztencia-mutációkat hordozó HIV-1 proteáz variánsok ellen is hatásosak.
Kutató laboratóriumunk munkatársai korábban elvégezték számos retrovírus, köztük a HIV-1, a HIV-2, a ló enkefalitisz anémia vírus (EIAV), a humán T-sejtes leukémia vírus (HTLV), a szarvasmarha leukémia vírus (BLV), a madár mieloblasztóma vírus (AMV) és a humán foamy vírus (HFV) proteázának biokémiai karakterizálását.
A retrovirális biokémiai kutató laboratórium munkatársai kollaborációban részt vesznek más kutatócsoportokkal közösen többek között az MHC és ErbB receptorok vizsgálatában (Dr. Szőllősi János, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet, Debreceni Egyetem), a szem anterior szegmensek proteolitikus rendszerének vizsgálatában (Dr. Berta András, Szemklinika, Debreceni Egyetem), valamint potyvírus proteázok karakterizálásában (Dr. David Waugh, NCI-Frederick, USA).
Kutató laboratóriumunkban korábban elvégeztük 11 retrovírus proteázának összehasonlító vizsgálatát, melyben a retrovírusok mind a hét nemzetségéből legalább egy tagja reprezentálva volt. A proteázok szubsztrát-specificitásának vizsgálatát szintetikus (a természetes és különböző pozíciókban egyszeresen módosított proteolitikus hasítóhelyeket reprezentáló) oligopeptid szubsztrát sorozatok segítségével végeztük.