Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARRS

Proteoliza

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.05.00  Naravoslovje  Biokemija in molekularna biologija   
4.06.00  Biotehnika  Biotehnologija   

Koda Veda Področje
P310  Naravoslovno-matematične vede  Beljakovine, encimologija 
B470  Biomedicinske vede  Fiziologija 
B200  Biomedicinske vede  Citologija, onkologija, kancerologija 
T490  Tehnološke vede  Biotehnologija 
B725  Biomedicinske vede  Diagnostika 
Ključne besede
proteaze, inhibitorji, cistatini, stefini, katepsini, struktura in funkcija, mehanizem delovanja, proencimi, encimi, proteinsko inženirstvo, gensko inženirstvo, tumorji in metastaze, apoptoza, antigensko procesiranje in prezentacija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (36)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  12047  dr. Tadeja Bevec  Farmacija  Raziskovalec  2001 - 2002  36 
2.  23572  dr. Lea Bojič  Farmacija  Raziskovalec  2003  35 
3.  23573  dr. Dejan Caglič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2003  53 
4.  19331  dr. Tina Cirman  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2001 - 2003  51 
5.  00449  dr. Iztok Dolenc  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  110 
6.  06416  dr. Marko Dolinar  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  327 
7.  18801  dr. Marko Fonović  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  171 
8.  18284  dr. Katja Galeša  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2002  39 
9.  20211  dr. Uroš Gregorc  Biotehnologija  Raziskovalec  2001 - 2003  31 
10.  18285  mag. Mirjana Grujić  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  12 
11.  19332  dr. Manca Kenig  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  36 
12.  10502  dr. Nataša Kopitar Jerala  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  235 
13.  04648  dr. Janko Kos  Biotehnika  Raziskovalec  2001 - 2003  1.129 
14.  22312  dr. Gregor Kosec  Biotehnologija  Raziskovalec  2002 - 2003  103 
15.  17110  Louisa Johanna Kroon Žitko    Raziskovalec  2001 - 2003  22 
16.  23574  dr. Tomaž Langerholc  Biotehnologija  Raziskovalec  2003  273 
17.  03422  dr. Brigita Lenarčič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  335 
18.  22318  dr. Primož Meh  Farmacija  Raziskovalec  2002 - 2003  14 
19.  23575  dr. Miha Pavšič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2003  177 
20.  19366  dr. Aleš Premzl  Farmacija  Raziskovalec  2001 - 2003  81 
21.  09091  dr. Vida Puizdar  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  55 
22.  15286  dr. Galina Pungerčič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2002  37 
23.  22321  dr. Sabina Rabzelj  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2002 - 2003  43 
24.  06056  dr. Metka Renko  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  99 
25.  05266  dr. Ana Marija Ritonja  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  107 
26.  16411  dr. Jerica Rozman Pungerčar  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  61 
27.  14315  dr. Ana Schweiger  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2002 - 2003  62 
28.  17096  Andreja Sekirnik  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  26 
29.  14829  dr. Veronika Stoka  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  232 
30.  15969  Ivica Štefe  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  34 
31.  05234  Mojca Trstenjak Prebanda  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  60 
32.  07561  dr. Boris Turk  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  1.012 
33.  01085  dr. Vito Turk  Biokemija in molekularna biologija  Vodja  2001 - 2003  1.472 
34.  21557  dr. Tjaša Urbič  Kemija  Raziskovalec  2001 - 2003 
35.  18286  dr. Tina Zavašnik Bergant  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  137 
36.  03368  dr. Eva Žerovnik  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2001 - 2003  383 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  85.580 
Povzetek
Razgradnja beljakovin je poznana tudi kot biokemijski proces proteoliza. To je visoko kontroliran proces v katerem igrajo celiene proteaze kljueno vlogo tako v normalnih kot tudi patoloških stanjih v organizmu. Ti encimi s svojo proteolizno aktivnostjo vplivajo direktno na regulacijo in/ali delovanje drugih proteinov, in to specifieno in ireverzibilno. Cisteinske proteaze kot eden od štirih mehanistienih razredov proteoliznih encimov se nahajajo ne le v živalih in eloveku, pae pa tudi v rastlinah in mikroorganizmih. Med vee kot že 40 znanimi družinami cisteinskih proteaz sodijo med najbolj raziskane encimi papainove družine. V dosedanjem delu smo okarakterizirali katepsine B, C, H, L in S in doloeili tridimenzionalno strukturo katepsinov B in H. Doloeitev strukture prokatepsina B je omogoeila razumevanje prehoda iz neaktivne v aktivno obliko encima. Velik doprinos podroeju predstavlja tudi odkritje stefinov in nekaterih drugih cistatinov kot endogenih proteinskih inhibitorjev cisteinskih proteaz, kar je vodilo do pojasnitve mehanizma interakcije med katepsini in cistatini. Naše odkritje, da je invariantna veriga MHC molekul II. razreda moean reverzibilen inhibitor katepsina L, vnaša nov koncept razumevanja procesiranja antigenov in njihove prezentacije. Hkrati pa to pomeni tudi odkritje nove naddružine proteinskih inhibitorjev cisteinskih proteaz, imenovanih vsaj zaeasno tiropini. Novo odkriti inhibitor je dobil svojo potrditev v strukturno podobnem inhibitorju ekvistatinu, izoliranem iz morske vetrnice Actinia equina ter nekaterih drugih proteinih, ki so strukturno podobni tiroglobulinski domeni tipa-1 kot npr. saksifilin, IGFBP, nidogen in drugi. Preliminarni rezultati so tudi pokazali, da je ena od treh domen ekvistatina moean inhibitor aspartatne proteaze katepsina D, kar predstavlja hkrati odkritje prvega inhibitorja aspartatnih proteaz živalskega izvora. Vse te raziskave podajajo solidno osnovo in smernice za nadaljnje delo, ki bo usmerjeno v podrobnejše razumevanje mehanizmov regulacije lizosomalnih cisteinskih proteaz. Prav tako bomo raziskali naravo aktivacije kaspaz, ki se nahajajo v citozolu in tudi spadajo med cisteinske proteaze. Kaspaze sodelujejo pri procesu programirane celiene smrti, imenovane apoptoza. Preliminarni rezultati kažejo na možnost, da jih lizosomalni katepsini aktivirajo. Raziskave že znanih proteinskih inhibitorjev stefinov in drugih cistatinov, novo odkritih tiropinov ter iskanje proteinskih inhibitorjev kaspaz je in bo usmerjeno v nadaljne razumevanje mehanizmov interakcije s proteazami. Poznavanje strukture proteinov bo omogoeilo naertovanje mutant v smeri pojasnitve odnosa strukture in funkcije. Oeitno je tudi, da obstajajo poleg že znanih proteaz in inhibitorjev še neznani proteini (strukturno podobni ali razlieni), kar kažejo zadnje raziskave. V ta namen bomo iskali homologne sekvence po genskih bankah humanih in drugih organizmov. Te bomo klonirali in eksprimirali v razlienih sistemih ter raziskovali njihovo vlogo v delovanju celice. Za mnoge od teh predvidevamo, da sodelujejo v procesu apoptoze, ki še ni dobro pojasnjen. Vse te raziskave pa bodo usmerjene v nadaljnje razumevanje nekaterih obolenj - npr. razvoju in napredovanju raka in njegovem diagnosticiranju, prognozi in odzivu na terapijo. Podobno velja za nevrodegenerativna obolenja kot posledico apoptoze.
Pomen za razvoj znanosti
Predloženi program raziskav ima svojo osnovo v že uspešnih raziskovalnih dosežkih skupine. Raven dosedanjih raziskav skupino uvršča med vodilne v svetu, kar kažejo npr. citiranost del in mnoga mednarodna sodelovanja z vrsto odličnih raziskovalcev v svetu. Odkritje novih encimov npr. katepsina S in inhibitorjev stefinov in cistatinov je bistveno doprineslo k razvoju proteinske biokemije in še zlasti procesa proteolize, tako v normalnih kot tudi patoloških stanjih (rakasta obolenja, vnetni procesi, osteoporoza, Alzheimerjevo obolenje itd.). Raziskave so omogočile določitev tridimenzionalne strukture encimov in inhibitorjev in tako doprinašajo k razumevanju mehanizmov interakcij in boljšemu poznavanju odnosa struktura-funkcija. Odkritje, da so nekateri proteini, ki vsebujejo tiroglobulinsko domeno tipa -1, kot npr. invariantna veriga MHC molekul II. razreda močni inhibitorji nakazujejo nov pogled na procese regulacije proteolizne aktivnosti cisteinskih proteaz v različnih fizioloških procesih, kot je npr. antigensko procesiranje in prezentacija, kar je izjemnega pomena v imunologiji. Strukturno podoben protein ekvistatin pa inhibira delovanje aspartatnih in cisteinskih proteinaz prebavnega trakta insektov, kar je velikega pomena v agronomiji - pri zatiranju rastlinskih škodljivcev. Tako se pripravlja transgeni krompir, odporen proti koloradskemu hrošču. Podobno bi lahko pripravili druge transgene rastline. Raziskave spadajo med najbolj atraktivna področja biomedicine, agronomije in farmacevtike, da naštejemo le nekatere.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave programske skupine so predvsem bazičnega značaja in doprinašajo v svetovno zakladnico znanja. To pa po drugi strani omogoča, da to znanje iz te zakladnice tudi črpamo in koristno uporabljamo, ne le za nadaljnji razvoj znanosti in na njej temelječih raziskavah, pač pa tudi za prenos tako obogatenega znanja v okolico. Vrsta raziskovalcev, ki se je do sedaj usposabljala na teh raziskavah, je odšla v druge raziskovalne laboratorije ter v pedagoški proces na Univerzi v Ljubljani in predstavljajo osnovo delovanja Katedre za biokemijo FKKT. Drugi pa so odšli v klinične laboratorije bolnic ali v farmacevtsko industrijo. Velja omeniti, da je iz dosedanjih raziskav proteoliznih encimov in njihovih inhibitorjev bil tudi razvit program diagnostike v tovarni KRKA iz Novega mesta , ki prodaja svoje izdelke v klinične laboratorije bolnic po svetu. Tudi naj poudarimo, da se v tovarni KRKA zavedajo pomena raziskav na tem programu in ga zato že dolga leta tudi finančno podpirajo. Več kot 200 diplomantov iz smeri biokemija na sedanji FKKT in Fakulteti za farmacijo ter vključevanje mladih raziskovalcev v podiplomski interdisciplinarni študij biokemije in molekularne biologije predstavlja dobro osnovo za razvoj moderne biotehnologije. Velja omeniti, da je ta raziskovalna skupina veliko doprinesla k afirmaciji slovenske znanosti, o čemer pričajo številni citati (blizu 5000), kar je posledica objavljanja v uglednih mednarodnih revijah, prav tako pa je organizirala vrsto mednarodnih simpozijev in kongresov doma kot tudi v tujini. Vzpostavljene so bile mednarodne sodelave z vrsto uglednih raziskovalcev ter institucij in ne nazadnje velja omeniti nekatere vodilne funkcije v evropskih in svetovnih strokovnih organih združenj. Prav tako so bili raziskovalci na programu deležni mednarodnih in domačih priznanj.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno