PERCZEL ANDRÁS (1959)

Kémiai Tudományok Osztálya • Szakterület: szerkezeti kémia és biológia • Foglalkozás: Tanszékvezető egyetemi tanár, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi Kar Kémiai Intézet

1. Nehéz erre a kérdésre egyszerűen válaszolni, mivel a ma szokásos tudománymetria értelmében kutatásaink eredményességét, fontosságát és hasznosságát retrospektív módon, évekkel később mások munkáinak fényében, mások hivatkozásai által láthatjuk igazolódni. A legidézettebb munkáink közé tartozik például a Tusnády Gábor matematikussal közösen kidolgozott konformációs sokaságok kvantitatív analízisére kifejlesztett eljárásunk WEBHELY >. Módszerünket ma már sok száz laboratóriumban használják világszerte, ide vonatkozó cikkeinket sok százan idézték. Az újításunk leírása előtt magát a problémát szeretném nagyon röviden vázolni, melynek lényege, hogy a biopolimerek téralkata, így a peptidek és fehérjék térszerkezete is, gyakran csak több, egymástól jelentősen különböző térszerkezettel (koordinátakészlettel) jellemezhető helyesen. Ezek a szerkezetek dinamikus egyensúlyban vannak egymással, s e szerkezeti sokszínűség teszi a biopolimereket plasztikus és adaptív makromolekulákká. Ennek fényében érdemes az „életet hordozó” molekulákat nem különböző merev kőszobrok vagy vasöntvények kicsinyített másaként felfogni, hanem egy izgatottan sokoldalú és nagy létszámú közösség együttesének. Olyan nanorendszerek ezek, amelyek önmagukban is hajlékonyak és mozgékonyak, s időben változtatják – akár különböző mozgási időskálán is – térszerkezeteiket. Semmilyen sokaság, így a molekuláké sem kezelhető könnyen és egyszerűen. Több évtizeden át ennek a problémának a megoldását úgy kívánták megtalálni, hogy valamilyen kémiai „trükkel” kimerevítették, rögzítették vagy „kifagyasztották” ezeket a dinamikus rendszereket, s így kívántak megismerni egy-egy tipikusnak vélt újabb és újabb téralkatot. Ezek a mesterséges rögzítések (például: gyűrűbezárás, kémiai áthidalás stb.) azonban gyakran „életidegen” formákat eredményeztek, majd kanonizáltak. Az általunk javasolt megoldás értelmében – amely közelítésmód elterjesztésében nagy szerep jutott Gerald D. Fasman amerikai professzornak – nem kívántuk sem a térszerkezeti sokaság eleminek számát lecsökkenteni, sem a tipikusnak vélt komponenseket kimerevítés után meghatározni. Ellenkezőleg, a dinamikus sokaságról rögzített spektroszkópiai adatokat mint pillanatfelvételeket használtuk fel a „mozgóképek” analíziséhez és rekonstrukciójához. Úgy találtuk, hogy ha a peremfeltételeket ügyesen választjuk meg, akkor a sokaságok együttes analízise elvégezhető, és ha nem is univerzális, de az adott térszerkezeti családra éppen jellemző főbb konformációs adatok kinyerhetők egyfajta extrakció során a rendszer kísérleti adataiból. A módszer elterjedésében kiváló kutatótársunk, Jákli Imre folyamatos programfejlesztői munkája is sokat segített. Még ma is dolgozunk ennek a módszernek az általánosításán és a konkrét spektroszkópiai adattípustól való függetlenítésén.

A biopolimerek (például peptidek) belső mozgékonyságát és „arculatváltását” vizsgáljuk több mint húsz éve alkalmazott kvantumkémiai módszerek segítségével is. Éppen tizenöt évet

kellett várnunk arra, hogy a 90-es évek legelején Csizmadia Imre professzorral leközölt szerkezeti alaptípusokat meg is tudjuk mérni, és kísérletileg igazolni tudjuk azok létét. A zseniálisan intuitív Vilajanur Ramacsandran (Vilayanur Subramanian Ramachandran), indiai kutató által korábban kvalitatív szinten leírt konformációs altér kvantumkémiai alapokon nyugvó jellemzése lehetővé tette számunkra, hogy olyan általános összefüggéseket vegyünk észre, melyek megadják a fehérjéket felépítő alap-térszerkezeti elemek teljes leltárát. Az idevonatkozó munkáink kedvező, és jelentősnek mondható nemzetközi visszhangot váltottak ki. Ezek a számomra érdekes és némi szubjektivitást megengedve talán fontosnak is mondható eredmények nem vákuumban, hanem egy inspiráló környezetben születtek. A teljesség igénye nélkül itt említem meg Kajtár Márton, Hollósi Miklós és Gráf László professzorok segítő és inspiráló lelkesedését.

2. Szerkezetkutatóként a molekuláris képalkotás érdekességeivel és korszerű kihívásaival „birkózunk” nap mint nap. Nagyon érdekel, és izgatja fantáziámat az, ahogy az „élettelen” aminosavakból önszerveződő módon létrejönnek olyan makromolekulák, amelyek képesek aztán integrált nanorendszereket alkotni. Olyanokat, amelyek a sejtekben megteremtik az élet hordozásának molekuláris alapját és hátterét. Mindez lenyűgöz, és óvatos alázatosságra int. Szeretnénk minél többet megérteni olyan betegségek molekuláris hátteréről is, mint például a neurodegeneratív Alzheimer-kór vagy a rohamosan terjedő 2-es típusú cukorbetegség. Ezekben az esetekben a dinamika-szerkezet-bioaktivitás hármasának feltérképezése talán elvezethet abba az irányba, hogy hatékony gyógyszerjelölt molekulákat fejleszthessünk egyszer. Mint a természetjáró, aki a táj szépségére rácsodálkozhat, úgy legfontosabb célomnak a molekuláris világ mélyebb megismerését tartom.

3. Az okos emberek és nagy tudósok mindig lenyűgöztek. Tisztelettel adózom Emil Fischer (Nobel-díj 1902-ben) géniuszának, aki már a molekulaszerkezet felfedezése előtt kellett, hogy molekuláris térszerkezetben tudjon gondolkozni, hiszen csak így érthetjük meg zseniális szintetikus munkáit és felfedezéseit. Lenyűgözve állok Ferdinand Max Perutz (Nobel-díj 1962-ben) kitartása előtt, aki közel harminc évig próbálta az első fehérjéket kikristályosítani úgy, hogy közben sokan megmosolyogták értelmetlennek tűnő erőfeszítéseit. Hála Istennek, sokan vannak itthon és külföldön is, akikre tudásuk és eredményeik miatt fel lehet nézni, példaként állhatnak ma is előttünk. Ám amikor a szellemi kiválóság emberi nagysággal párosul, az az igazán lélekemelő. Ilyennek tartom Frederick Grant Banting esetét, akinek 1923-ban megítélték a kémiai Nobel-díjat az inzulin felfedezéséért. Ő sértőnek és igazságtalannak találta, hogy asszisztensét, Charles Bestet mellőzték a kitüntetésből, ezért a díjat és az elismerést megosztotta vele. S hogy „egy fecske igenis csinál nyarat” azt mi sem bizonyítja jobban, mint hogy ezen emberi nagyság hatására a szintén Nobel-díjas John James Richard Macleod is megosztotta saját elismerését James Collippal. Már csak hab a tortán, hogy az inzulinra benyújtott szabadalmukat 1 dollár ellenében átadták a Torontói Egyetemnek, míg más források szerint be sem nyújtották szabadalmukat azért, hogy az inzulin mihamarabb elterjedhessen. Szerencsére az ilyen emberi nagyság nem maradt elismerés nélkül, hiszen egy mai kanadai felmérés szerint is Bantinget a „tíz legnagyobb kanadai” között tartják számon.

4. Szent-Györgyi Albert már az 1970-es évek közepén hangsúlyozta, hogy egyes betegségek, mint például a rák hátterében molekula- és elektronszerkezeti problémák állhatnak, megfogalmazva ezzel a „molekuláris medicina” alapjait. Azt remélem, hogy ez a közel negyven éve vizionált „vertikum” mihamarabb tényleg megvalósul, és a betegségek hatékonyabb leküzdése érdekében egyre jobban be lehet integrálni a molekuláris medicinába nemcsak orvosi és biológiai, de kémiai és fizikai ismereteinket is. Jó az, ha a javasasszonyok által már évszázadok óta ismert gyógyító füvek és természetes anyagok mellett egyre több és több „segítő molekulát” fedezünk fel, és tudunk célracionálisan módosítani, hatékonyabbá tenni. Susan Lindquist szavai után szabadon, ahogy az elmúlt tízezer évben az emberiség sikerrel háziasította az állatokat, úgy itt van most már annak is az ideje, hogy ugyanezt megtegye a molekulákkal is. S ha ezen az úton sikerrel járhatunk, s ha ebbe az izgalmas kalandba munkatársaim és én is konstruktívan bekapcsolódhatunk, az önmagában is siker lesz számunkra.