A Magyar Tudományos Akadémia folyóirata. Alapítva: 1840
 

KEZDŐLAP    ARCHÍVUM    IMPRESSZUM    KERESÉS


 AKI AZ ÉLET MOLEKULÁIT KUTATJA

X

Perczel Andrással beszélget Gimes Júlia

 

A talán legjelentősebb hazai tudományos elismerés, a Bolyai-díj idei kitüntetettje Perczel András, 52 éves szerkezeti kémikus, a MTA levelező tagja, az ELTE Szerves Kémiai Tanszékének professzora, aki 1985 óta változatlan szenvedéllyel kutatja a fehérjék és polipeptidek térszerkezetét. Dolgozott Párizsban, Bostonban, Torontóban és Oxfordban, de mindig visszatért Budapestre.
 

*

 

Az Ön története szokványos?

Már kicsiny gyermekként tudta,

hogy a kémia és csakis a kémia?


Nem tudom, mikor határoztam el, hogy kémikus leszek. Nem köthető konkrét eseményhez, nem tudok olyan sztorival szolgálni, hogy felrobbantam és akkor… De arra emlékszem, hogy a kémia iránti szeretetem a Piarista Gimnáziumban kezdődött, ahol tanárom, Fórián-Szabó Zoltán olyan élményszerűen tudott beszélni az atommodellekről, a molekulák felépítéséről, hogy az lenyűgöző volt. Vonzódásomhoz hozzájárulhatott, hogy édesapám mérnök, édesanyám kristályfizikával foglalkozott, szóval az, hogy szerkezet vagy molekuláris szimmetria, nálunk otthon talán „benne volt a levegőben”.

Érettségi után az ELTE Szerves Kémiai Tanszékén Hollósi Miklós és Kajtár Márton professzorok mellett dolgoztam laboránsként. Ők a különböző polipeptidek térszerkezetének meghatározásával foglalkoztak, és akkor vált világossá számomra, hogy ez engem is nagyon érdekel, én is hasonlót szeretnék csinálni. Szerelem volt ez az első látásra? Talán, ám elköteleződésem azóta is tart.

Az ELTE vegyész szakának elvégzése után is Hollósiék mellett kezdtem dolgozni, és nemcsak szakmát tanultam tőlük: láttam lelkesedésüket, a tudomány iránti elkötelezettségüket, munkaszeretetüket. Ők minderről nem papoltak, hanem valóban lelkesen, kemény munkát végeztek. Az a csodálat is rám ragadt, amellyel ők a természet jelenségeit, az élő rendszerek molekuláit firtatták. Hiszen a fehérjék, fehérjefragmensek, más szóval polipeptidek, nélkülözhetetlenek az élő szervezetek működésében. Az egész élővilágban minden ugyanabból a húszféle aminosavból épül fel, ahogy egy gyöngysor felépül a gyöngyökből.


Csakhogy az aminosavláncok nem maradnak egyszerű láncok: ravaszabbnál ravaszabb módon feltekerednek, atomjaik bonyolult térbeli elrendeződéseket alakítanak ki, amely globális térszerkezet nagyon fontos a biológiai működés szempontjából. Ha jól értem, Önök ezeket kutatják…


Így van. Az aminosavláncok feltekeredhetnek, és Christian Anfinsen 1972-ben azért a megállapításért kapott kémiai Nobel-díjat, hogy a biológiailag aktív fehérjék aktivitásukat feltekeredett formában hordozzák. Ha letekerednek, akkor elveszítik ezt a képességüket, ám a folyamat gyakran reverzibilis: az újabb feltekeredés visszahozza a bioaktivitást. Sokáig azt gondolták, hogy ez minden fehérje esetében így van. A cáfolathoz éppen a szerkezetkutatók jutottak el, s ahogy kutatócsoportunkkal együttműködő kollégámmal, Tompa Péterrel mi is rámutattunk: léteznek az ún. belsőleg rendezetlen fehérjék (IDP-k) is, amelyeknél a térszerkezet és a biológiai hatás között már nincs szoros összefüggés. Ez ma már világszerte aktívan kutatott terület, s egyre inkább azt látjuk, hogy minél fejlettebb egy élőlény, annál leleményesebben használja a rendezetlen fehérjéket. A fehérjék mellett ilyen például sok polipeptid-hormon, amelyről tudjuk, hogy egyik szervből a másikba szállít információt, de nem tudjuk, hogy ezt pontosan milyen módon kódolja. Nem tudjuk például, hogy stabil térszerkezet nélkül a receptorok hogyan ismerik fel belső fehérjeszerű ligandumaikat: elég csupán az aminosavsorrend vagy van más, ma még ismeretlen, információhordozó mechanizmus. A memória molekuláris rögzítése vagy a jelátvitel mellett kutatásaink tárgya például egy ilyen rendezetlen növényi fehérje, amelynek a szárazságtűrés szempontjából van igen fontos szerepe.

 
Ha jól értem, a rendezetlen fehérjék egyfajta paradigmaváltást hoztak. De az Ön pályája során „műszeres paradigmaváltás” is történt, amikor a makromolekulák szerkezetének kutatásában is megjelent a mágneses magrezonancia spektroszkópia, az NMR.


Így van, pályám kezdetén még ún. cirkuláris dikroizmus spektroszkópiát használtuk, amelyet itthon mestereim, Hollósi és Kajtár professzorok vezettek be. Egyik legjelentősebb eredményünk éppen ehhez a „régi” módszerhez kapcsolódik. Tusnády Gábor matematikussal olyan algoritmust dolgoztunk ki, amellyel sokkal pontosabban és

 

 

hatékonyabban lehet a fehérjék térszerkezetét felderíteni. Ezt az eljárást ma világszerte kutatók százai használják, amiben jelentős szerepet játszik az is, hogy nem csupán a cirkuláris dikroizmus módszerének alkalmazása során lehet használni, hanem más szerkezetvizsgálati módszereknél is, például az IR-nél, a VCD-nél vagy akár az NMR-nél. Az algoritmus más technikákhoz történő illesztésében jelentős szerepe van Jákli Imre kollégámnak is.

Az NMR egyébként valóban nélkülözhetetlenné vált a fehérjék térszerkezetének kutatásában. Segítségével egy sokezer atomból álló molekula esetén is atomi pontossággal állapíthatjuk meg a térszerkezeti információt. Hogy ez miért fontos, arra nagyon szép, bár nem a fehérjék világából származó példát mondok. 2009-ben a riboszómák szerkezetének atomi szintű felderítéséért ítélték oda a kémiai Nobel-díjat, melyhez elsősorban röntgenkrisztallográfiát használtak. A riboszómák sejtszervecskék, rajtuk zajlik a teljes fehérjeszintézis, és aprólékos megismerésük segíthet például új antibiotikumok fejlesztésében. Sokunk álma a Google-sejt, amely – ahogy a Google Föld segítségével a Földön akár egyetlen épületet is alaposan megnézhetünk, vagy akár egy autó rendszámtábláját is elolvashatjuk – atomi szinten pásztázza a sejtet, és deríti fel a molekulák tízezrei között lévő kapcsolatrendszereket. Ez a mai technikai lehetőségekkel nem oldható még meg, de előbb-utóbb megszületnek a Google-sejtkutatás eszközei és eredményei. Ezek az alapkutatási eredmények sokat javíthatnak majd a gyógyszertervezés, a gyógyszerkutatás hatékonyságán, és specifikusabb, kevesebb mellékhatással rendelkező gyógyszerek fejlesztését segíthetik.


Van-e olyan kutatási témájuk,
amelynek valamilyen módon már most
köze van a gyakorlathoz?


Igen, van. Húsz éve fedezték fel, hogy a 2-es típusú cukorbetegség hatékonyan kezelhető a viperagyík nyálából kivont, exendin nevű polipeptiddel. Néhány éve gyógyszerként piacra is került ez a 39 aminosavból felépülő kis fehérje. Sok kedvező tulajdonsága mellett – szabályozza a vércukorszintet, gátolja az elhízást, lebomlik a szervezetben – van néhány kellemetlen sajátsága is. Émelygést, hányingert, s ritkán ugyan, de hasnyálmirigy-gyulladást is okozhat. A mi szerkezetkutatásaink is hozzájárulhatnak a mellékhatások okainak felderítéséhez, és olyan szerek továbbfejlesztéséhez, melyeknél ezekkel a kellemetlen vagy veszélyes hatásokkal már nem kell számolni. Van még egy fontos praktikus dolog: ezt a polipeptidet – az inzulinhoz hasonlóan – ma még a bőr alá szúrva naponta kétszer kell adagolni. A világon sokan dolgoznak olyan készítmény fejlesztésén, amelyet elég lenne hetente egyszer vagy még ritkábban beadni. Ez utóbbi termék jelentősen javítaná a cukorbetegek életminőségét. Ehhez viszont egyebek között arra lenne szükség, hogy ez a polipeptid jellegű gyógyszermolekula akkor se aggregálódjon, és csapódjon ki, illetve ne ragadjon oda semmilyen más molekulához, ha hosszabb időt tölt „tétlenül” és nagy koncentrációban a szervezetben.

Már a legegyszerűbb sejtekben is öt–hatezer féle fehérje él egymás mellett, mégsem ragadnak össze, nem lesz belőlük „csiriz-szerű” csapadék. Mi egyebek között éppen azt tanulmányozzuk, hogy hogyan alakíthatunk ki olyan ideiglenes „kapcsolatokat”, amelyek károsodás nélkül teszik lehetővé az életfunkcióhoz szükséges téralkat megőrzését, akár extrém nagy koncentráció mellett is.


Mit gondol, van Ön olyan jó mentor,
mint mesterei voltak?


Ezt nem tőlem kellene megkérdezni, tanítványaimat kellene faggatnia. Azt mindenesetre megtanultam tanáraimtól, hogy nem elég, ha az ember csak a legszűkebb szakterületét műveli. Olvasni, beszélgetni kell másokkal, nem lehet a laboratóriumba „bezárkózni”. Tanulmányaim legelején még lehetőségem volt találkozni Bruckner Győző professzorral, a híres bruckneri teázások életrehívójával. Azt mondják, hogy a munkákat is megtermékenyítő teázó beszélgetések nem csak a szakmáról szóltak.

A kutatáshoz belső motiváció, érdeklődés, eltökéltség kell. Feleségem Perczel Forintos Dóra pszichológus, és tőle sokat tanulok azzal kapcsolatban, hogy miként lehet fokozni a fiatalok motiváltságát, hogyan lehet segíteni, hogy valóban lelkesedjenek, valóban meg akarjanak oldani egy-egy problémát.

Fontosnak tartom az ismeretterjesztést is. Azt, hogy az embereknek színesen, érthetően, izgalmasan mondjuk el, hogy mivel foglalkozunk, mire költjük az adóként befizetett pénzüket, és természetesen szeretném, ha általunk a világból is többet megérthetnének.