Biomolekuláris NMR: Szerkezet, oligomerizáció, mozgás és molekuláris felismerési jelenségek glikopeptid antibiotikumokban, cukrokban és kalcium kötő fehérjékben = Biomolecular NMR: Structure, oligomerization, dynamics and molecular recognition of glycopeptide antibiotics, carbohydrates and calcium binding proteins

Olyan új NMR módszereket dolgoztunk ki, amellyekkel molekulák térszerkezetét és mozgását a korábbiaknál pontosabban tudjuk leírni. A módszerek a spin-spin csatolási állandó mérésén és a relaxációs jelenségen alapulnak. Fehérjék és kis molekulák kölcsönhatásának vizsgálatára új, az izotópjelzésen alapuló módszereket fejlesztettünk. Kidolgoztuk a 15N csoport-szelektív telítés módszerét, amely akkor is lehetővé teszi a fontos STD módszer alkalmazását, amikor a gazdamolekula és a ligandum NMR jelei átfednek. Példaként a 15N jelzett glikopeptid antibiotikum / sejtfal - analóg peptid rendszerben igazoltuk a kötődést. Megállapítottuk, hogy a kalcium kötő Calretinin fehérje I-II és a III-VI moduljai független doménokat alkotnak, valamint azt, hogy a vizsgált pH tartományban nem változik az I-II domén másodlagos szerkezete. Helikális modell peptideket használva valószínűsítettük az aromás-főlánc kölcsönhatások fontosságát helikális fehérjékben. Az a - amilázt gátló szintetikus poliszacharidok és a spiro-hidantoidin tartalmú akarbóz analóg szerkezetét meghatároztuk. Diffúziós NMR vizsgálatokkal bizonyítottuk, hogy az izopropilidén-guanozin polietilén-glikollal (PEG) kialakított telekelikus dimerje K+ ion jelenlétében G4 kvadruplexeket alkot. A képződő gyöngyfüzér-szerű szupramolekuláris polimerek (20 kDa - 10 MDa) makromonomerje G4-(PEG)4-G4 szerkezetű, amely képes kisméretű hidrofób ligandum "becsomagolására". A hasonló vegyületek potenciálisan telomeráz enzim gátlók lehetnek. | We have elaborated new NMR methods that are useful for accurate characterization of molecular structure and dynamics. These methods are based on the measurement of spin-spin coupling constants and relaxation phenomena. For studying protein small-molecule interactions we introduced new techniques utilizing labelled compounds. The 15N group-selective saturation method allows magnetization transfer from the isotope labelled host to the unlabelled guest, that is very important in those STD applications where the spectra overlap. For demonstration, we verified the binding of cell -wall analogue peptides to 15N labelled glycopeptide antibiotics. Studying the calcium binding protein Calretinin we proved that modules I-II and III-VI form independent domains. Furthermore, the secondary structure of CR I-II is independent of pH. Studying helical model peptides we suggest the importance of aromatics / main chain interactions. We have determined the structure of synthetic polysaccharides and an acarbose analogue with a spiro-hidantoidin tag, all inhibiting a-amylase. We proved by NMR diffusion studies that a lipophilic, telechelic polyethylene glycol dimer of guanosine, in the presence of potassium ion, assembles into a dynamic supramolecular polymer with the macromonomer structure as G4-(PEG)4-G4. The ''bead in the string'' structure extends to 20 kDa - 10 MDa mass, and is able to encapsulate small hydrophobic ligands. Similar structures may be telomerase inhibitors

The dipole potential correlates with lipid raft markers in the plasma membrane of living cells

K

rFRET: a comprehensive, Matlab-based program for analyzing intensity-based ratiometric microscopic FRET experiments

K

Two small, cysteine-rich and cationic antifungal proteins from Penicillium chrysogenum: A comparative study of PAF and PAFB

The filamentous fungus Penicillium chrysogenum Q176 secretes the antimicrobial proteins (AMPs) PAF and PAFB, which share a compact disulfide-bond mediated, β-fold structure rendering them highly stable. These two AMPs effectively inhibit the growth of human pathogenic fungi in micromolar concentrations and exhibit antiviral potential without causing cytotoxic effects on mammalian cells in vitro and in vivo. The antifungal mechanism of action of both AMPs is closely linked to - but not solely dependent on - the lipid composition of the fungal cell membrane and requires a strictly regulated protein uptake into the cell, indicating that PAF and PAFB are not canonical membrane active proteins. Variations in their antifungal spectrum and their killing dynamics point towards a divergent mode of action related to their physicochemical properties and surface charge distribution. In this review, we relate characteristic features of PAF and PAFB to the current knowledge about other AMPs of different sources. In addition, we present original data that have never been published before to substantiate our assumptions and provide evidences that help to explain and understand better the mechanistic function of PAF and PAFB. Finally, we underline the promising potential of PAF and PAFB as future antifungal therapeutics

Alterations in the properties of the cell membrane due to glycosphingolipid accumulation in a model of Gaucher disease

K

A synthetic and in silico study on the highly regioselective Diels-Alder reaction of the polyenic antifungal antibiotics natamycin and flavofungin

K