Projekti / Programi
Biokemija membransko aktivnih snovi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P004 |
Naravoslovno-matematične vede |
Biokemija, presnova |
| P310 |
Naravoslovno-matematične vede |
Beljakovine, encimologija |
| P340 |
Naravoslovno-matematične vede |
Lipidi, steroidi, membrane |
peptid, protein, proteinska struktura, toksin, celiena membrana, lipidni vezikel, liposom, citoliza, hemoliza, ožigalkarji, spužve, membranska pora, kanaleek,
Raziskovalci (9)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
15686 |
dr. Gregor Anderluh |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
968 |
| 2. |
21407 |
dr. Sabina Berne |
Biotehnologija |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
165 |
| 3. |
23477 |
dr. Mojca Beseničar |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2003 |
40 |
| 4. |
22470 |
dr. Katarina Črnigoj Kristan |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
35 |
| 5. |
06994 |
dr. Peter Maček |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2002 - 2003 |
523 |
| 6. |
18203 |
dr. Petra Malovrh |
Srce in ožilje |
Raziskovalec |
1999 - 2002 |
43 |
| 7. |
17422 |
Irena Pavešič |
|
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
1 |
| 8. |
15328 |
dr. Kristina Sepčić |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
729 |
| 9. |
06905 |
dr. Tom Turk |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
619 |
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalni program je usmerjen v zasledovanje naravnih strupenih snovi, ki delujejo na zgradbo in funkcijo bioloških membran. S selektivnimi testi se zasledi snovi, predvsem proteine ali peptide, ki delujejo bodisi na integriteto lipidnega dela membrane ali vplivajo na membranske proteine, tako da le-ti spremenijo funkcijo. Naslednji korak je izolacija toksične snovi (pretežno polipeptidne narave) s kombinacijo preparativnih biokemijskih metod (napr. izsoljevanje, obarjanje z org. topili, kromatografske tehnike, itd.) ter sprotno preverjanje čistosti izolirane snovi ter izkoristka. V primeru proteinske ali peptidne narave izolirane snovi se določi primarna zgradba, t.j. zaporedje aminokislinskih ostankov, ter eventuelno tudi sekundarna, oz. višje zgradbe (v sodelovanju z drugimi laboratoriji doma ali v tujini). V primeru, da gre za snovi nepeptidne narave, se kemijska struktura določi v sodelovanju z ustreznimi laboratoriji, ki so usposobljeni in opremljeni za določanje strukture organskih snovi. Šele z izoliranimi, čistimi snovmi je mogoče raziskovati tudi njihov mehanizem toksičnega delovanja na ali ravni celic (eritrocitov, drugih celic v kulturi ali bakterijski sferoplastov) ali lipidnih veziklov, če gre za snovi, ki delujejo zgolj na membranske lipide, ali tudi proteoliposomov, če gre za snovi, ki delujejo na membranske proteine. Večji del raziskav se posveča toksičnim proteinom oz. peptidom, ki prizadenejo integriteto lipidnega dvosloja v celičnih ali umetnih lipidnih membranah. Ugotavlja se način delovanja, t.j. ali snovi delujejo nespecifično kot detergenti ali imajo posebne membranske receptorje ali akceptorje. Z biofizikalnimi metodami se ugotavlja velikost membranskih poškodb ter naravo na novo vzpostavljenega transmembranskega transporta. Običajna metoda je uporaba eritrocitov in ugotavljanje kinetike sprošeanja njihove vsebine (napr. kalijevi ionov, hemoglobina ali drugih snovi). Mogoča je tudi uporaba umetnih lipidnih veziklov, ki so predhodno natovorjeni s primernim označevalcem (napr. fluorescentno snovjo). S kinetičnimi metodami je mogoče ugotoviti tudi molekularnost interakcij snovi z lipidi. S pomočjo CD-spektroskopije, lastne fluorescence strupene snovi je mogoče tudi študirati konformacijske spremembe litičnih proteinov oz. peptidov. Sodobne molekularno-biološke metode omogočajo pripravo proteinskih mutant. Z delecijsko ali mestno-usmerjeno mutagenezo ter ekspresijo mutant je mogoče pridobiti serijo zelo podobnih variant ter študirati razlike v njihovem delovanju.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave membransko aktivnih snovi so eedalje bolj aktualne, ne le zaradi tega, ker veeina do sedaj znanih naravnih toksinov sodi v to skupino snovi, temvee tudi zato, ker so primerno orodje za proueevanje lastnosti bioloških membran ter njihove funkcije. V ilustracijo, pri mnogih patogenih bakterijah so membransko aktivni toksini proteinske narave pomembni viruleneni faktorji, pri nekaterih celo edini dejavniki patogeneze. Študij membransko aktivnih snovi je vir temeljnih znanj o lastnostih bioloških oz. umetnih lipidnih membran. V zadnjem easu služijo tudi kot modelne snovi pri študiju interakcij proteinov z lipidi. Ta segment znanja je zelo pomemben, saj kar polovico proteinov v celicah najdemo vezane v ali na membrane, pa tudi nekateri procesi kot je napr. fuzija membran (pri ekso- in endocitozi, interakciji virusov z gostiteljskimi membranami), tvorba transmembranskih por v nespecifieni imunski obrambi ali pri nastajanju mieloidnih plakov na živenih celicah, itd., so bistveni za delovanje celic oz. za njihove patološke spremembe. Temeljno znanje s tega ožjega podroeja je nujno v medicini ter tudi farmaciji pri razvoju novih farmakov.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagane raziskave so temeljnega znaeaja za podroeje biokemije in biologije. Zasledujejo vee ciljev: a)zapolniti vrzel na podroeju raziskav interakcij polipeptidnih snovi z biološkimi membranami v R Sloveniji, b)so vir osnovnih znanj, ki so potrebna v dodiplomskem in podiplomskem izobraževanju, c) so lahko temelj za razvoj t.i. imuno- ali mitotoksinov, ki se uporabljajo v zdravljenju rakavih obolenj, d) znanje o strupenih snoveh naravnega izvora je lahko pomembno tudi za nacionalno varnost (primer : v arzenalu bioloških orožij je tudi napr. toksin antraksa ali nekateri drugi zelo ueinkoviti toksini).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
