Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Proteoliza in njena regulacija

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

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

Koda Veda Področje
P004  Naravoslovno-matematične vede  Biokemija, presnova 
Ključne besede
Proteoliza,degradomika, proteaze, inhibitorji, lizosomi, katepsini, kaspaze, cistatini, stefini, tiropini, odnos struktura-funkcija, fiziologija, imunologija, rak, apoptoza, nevrodegeneracija, bioinformatika, proteomika, zvijanje proteinov, izražanje proteinov (ekspresija), biotehnologija, biokemija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (42)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  23572  dr. Lea Bojič  Farmacija  Raziskovalec  2004 - 2008  35 
2.  23573  dr. Dejan Caglič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  53 
3.  19331  dr. Tina Cirman  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2004  52 
4.  24259  dr. Slavko Čeru  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2005 - 2008  55 
5.  00449  dr. Iztok Dolenc  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  110 
6.  18801  dr. Marko Fonović  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2005 - 2008  184 
7.  20211  dr. Uroš Gregorc  Biotehnologija  Raziskovalec  2004  31 
8.  24261  dr. Saška Ivanova  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2005 - 2008  35 
9.  26451  Martina Klarić  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2007 - 2008  12 
10.  25653  dr. Špela Konjar  Kemija  Mladi raziskovalec  2005 - 2008  59 
11.  10502  dr. Nataša Kopitar Jerala  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  239 
12.  22312  dr. Gregor Kosec  Biotehnologija  Raziskovalec  2004 - 2007  126 
13.  17110  Louisa Johanna Kroon Žitko    Tehnični sodelavec  2004 - 2008  22 
14.  23574  dr. Tomaž Langerholc  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2004 - 2007  286 
15.  03422  dr. Brigita Lenarčič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  337 
16.  22318  dr. Primož Meh  Farmacija  Mladi raziskovalec  2004 - 2006  14 
17.  26028  dr. Marko Novinec  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2005 - 2008  216 
18.  26243  dr. Kristina Orešić  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2007 - 2008  32 
19.  23575  dr. Miha Pavšič  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2004 - 2007  199 
20.  24764  dr. Ana Petelin  Srce in ožilje  Tehnični sodelavec  2007 - 2008  231 
21.  25642  dr. Urška Požgan  Farmacija  Mladi raziskovalec  2005 - 2008  24 
22.  19366  dr. Aleš Premzl  Farmacija  Raziskovalec  2004 - 2007  81 
23.  09091  dr. Vida Puizdar  Biokemija in molekularna biologija  Tehnični sodelavec  2004 - 2008  55 
24.  22321  dr. Sabina Rabzelj  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2004 - 2006  43 
25.  06056  dr. Metka Renko  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  99 
26.  21560  dr. Urška Repnik  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2008  149 
27.  16411  dr. Jerica Rozman Pungerčar  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2007  61 
28.  17096  Andreja Sekirnik  Biokemija in molekularna biologija  Tehnični sodelavec  2004 - 2008  30 
29.  29542  dr. Barbara Sobotič  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2008  62 
30.  14829  dr. Veronika Stoka  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  237 
31.  28484  dr. Dejan Suban  Živalska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2007 - 2008  17 
32.  25623  dr. Katja Škerget  Farmacija  Mladi raziskovalec  2005 - 2008  35 
33.  28485  dr. Aleš Špes  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2007 - 2008  24 
34.  15969  Ivica Štefe  Biokemija in molekularna biologija  Tehnični sodelavec  2007 - 2008  36 
35.  29544  dr. Ajda Taler Verčič  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2008  78 
36.  05234  Mojca Trstenjak Prebanda  Biokemija in molekularna biologija  Tehnični sodelavec  2007 - 2008  64 
37.  07561  dr. Boris Turk  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  1.037 
38.  01085  dr. Vito Turk  Biokemija in molekularna biologija  Vodja  2004 - 2008  1.490 
39.  21557  dr. Tjaša Urbič  Kemija  Raziskovalec  2004 
40.  21619  dr. Olga Vasiljeva  Onkologija  Raziskovalec  2004 - 2008  183 
41.  18286  dr. Tina Zavašnik Bergant  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  138 
42.  03368  dr. Eva Žerovnik  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2004 - 2008  389 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0103  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo  Ljubljana  1626990  23.325 
2.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  90.046 
Povzetek
Število raziskav na področju proteoliznih encimov s poudarkom na pojasnjevanju njihove funkcije ter regulacije je izjemno naraslo. Poznavanje celotnega človeškega genoma odpira nove možnosti tako pri odkrivanju novih proteinov kot tudi razumevanju njihove vloge v normalnih in patoloških procesih. Cisteinske proteaze, med katere sodijo tudi lizosomski katepsini iz papainovo družine, ter kaspaze, ki se nahajajo v citosolu, najdemo ne le v živalih in človeku, pač pa tudi v rastlinah in mikroorganizmih. Trenutno je znanih 11 človeških katepsinov papainove družine ter 12 človeških kaspaz. Katepsini pomembno sodelujejo pri procesih intracelularne proteinske razgradnje, imunskega odziva, rasti kosti in procesiranja drugih proteinov. Kaspaze pa imajo ključno vlogo pri odstranjevanju poškodovanih, okuženih ali odvečnih celic (proapoptotske) ter pri vnetnih procesih, kjer so ključne za procesiranje številnih citokinov (provnetne). Tako katepsini kot tudi kaspaze imajo izredno pomembno vlogo pri različnih patoloških stanjih, kot npr. raku, osteoporozi, nevrodegenerativnih obolenjih, vnetnih procesih ter avtoimunih obolenjih, zaradi česar so kot tarče za nova zdravila aktualni za celotno farmacevtsko industrijo. Raziskave zahtevajo pripravo zadostnih količin proteinov s pomočjo izražanja v heterolognih ekspresijskih sistemih. Do sedaj smo uspešno izrazili katepsine B, H, L, S, K, F in X, pridobiti nameravamo še preostale katepsine ter v program vključiti tudi nekatere mišje katepsine (B, L, S, K) zaradi uporabe v živalskih modelih. Poleg tega nameravamo razširiti tudi nabor kaspaz (kaspaze-3, -6, -7, -8) še s kaspazo-1 ter po možnosti mišjima kaspazi-1 in -11 za študij njihove fiziološke vloge. Nove potencialne cisteinske katepsine ter njihove endogene proteinske inhibitorje iz družin cistatinov in tiropinov bomo iskali po človeškem genomu s pomočjo bioinformatike. Eventuelne nove proteine bomo biokemijsko okarakterizirali ter poskušali pojasniti njihovo fiziološko vlogo. Za razumevanje fiziološke vloge proteaz je osnovno poznavanje njihovega degradoma, t.j. fizioloških ligandov, predvsem inhibitorjev in substratov. S pomočjo proteomike ter klasičnih metod biokemije, molekularne biologije in celične biologije bomo poskušali identificirati nove ligande za posamezne katepsine. Pri delu bomo uporabili tudi transgene miške ter miške z izbitimi geni za posamezne katepsine ter njihove celice. Razumevanje procesiranja in aktivacije katepsinov je pomembno za razumevanje njihove fiziološke vloge tudi pri patoloških stanjih. Nadaljevali bomo študij aktivacije katepsinov B in S kot modelnih encimov ter vpliv glikozaminoglikanov v pogojih, kakršni so v citosolu in ekstracelularnem matriksu (osteoartritis, revmatoidni artritis, rak). Nadaljevali bomo s študijami razumevanja molekularnega mehanizma sprožitve apoptoze s katepsini v različnih modelnih sistemih. V in vitro ter celičnih sistemih bomo proučevali predvsem poti neposredne sprožitve apoptoze ter poti sprožitve apoptoze preko aktivacije kaspaz. Te raziskave bomo razširili tudi na vlogo lizosomov in katepsinov pri nevrodegenerativnih procesih ter staranju, za katere je značilno prekomerno odmiranje nevronov. Nadaljevali bomo tudi z raziskavami vloge katepsinov ter njihovih inhibitorjev pri različnih vrstah raka, pri čemer bomo preučevali predvsem katepsine B, H, L, S in X ter njihove inhibitorje cistatine in tiropine. Na področju inhibitorjev cistatinov in tiropinov pa bodo raziskave usmerjene predvsem v nove inhibitorje iz družine tiropinov. Preverili bomo inhibitorno delovanje nekaterih drugih proteinov, ki vsebujejo tiroglobulinske domene tipa 1 (TROP, SMOC), ter poskušali ugotoviti njihovo fiziološko vlogo kot inhibitorjev proteaz. Nadaljevali bomo tudi z raziskavami na cistatinih v smeri razumevanja tvorbe fibril, ki jih tvorita stefina A in B, kot modelnih sistemov za razumevanje amiloidoz. Po potrebi bomo v program vključili tudi druge proteaze ( katepsin D, metaloproteaze, )...
Pomen za razvoj znanosti
Razgradnja beljakovin, ki poteka intra- in ekstra-celularno, je eden najpomembnejših življenskih procesov pri katerem imajo proteolizni encimi ključno vlogo. V normalnih pogojih je proteoliza strogo regulirana predvsem z aktivacijo neaktivnih prekurzorjev proteaz ter endogenimi inhibitorji (Lopez-Otin in Overall, 2002; Turk, 2006). Z dosedanjimi raziskavami je naša raziskovalna skupina ključno doprinesla k poznavanju tega področja z naslednjimi odkritji: katepsinov S in X, inhibitorjev cistatina C in družin stefinov (A, B, C in D), kininogenov in kasneje tiropinov. Študije karakterizacije cisteinskih proteaz in njihovih inhibitorjev, razumevanje mehanizma delovanja in interakcij, določitve 3-D struktur (v sodelavi s skupino Nobelovega nagrajenca dr. R. Huberja ter kasneje dr. D. Turka) ter raziskave njihove fiziološke vloge, kamor sodijo tudi naše pionirske raziskave povezave lizosomskih katepsinov z aktivacijo kaspaz pri apoptozi (Stoka in sod., 2001; Cirman in sod., 2004; Droga-Mazovec in sod., 2008) ter raziskave avtofagije pri parazitih (Alvarez in sod. 2008), uvrščajo naše raziskave na tem področju v svetovni vrh. To dokazuje tudi velika citiranost naših del v tem konkurenčnem področju raziskav. Predloženi raziskovalni program odpira nove možnosti za nadaljnje razumevanje fiziološke vloge in regulacije preiskovanih proteaz v normalnih in patoloških stanjih (rak, nevrodegenerativna obolenja, vnetni procesi, itd.) kot tudi možnosti za racionalno načrtovanje zdravil. Zato utemeljeno pričakujemo, da bo dosedanje raziskovanje, ki je bilo opravljeno kvalitetno dobra osnova tudi za prihodnje šestletno obdobje. Aktualnost te problematike pa se kaže v izjemnem interesu najpomembnejših farmacevtskih multinacionalk, kjer proteaze in med njimi katepsini že sedaj zavzemajo eno od ključnih mest v njihovih raziskavah. Raziskovalna problematika se vključuje tako v 6. kot v 7. OP. Sicer pa raziskave v programu spadajo med najbolj atraktivna področja biomedicine, agronomije in farmacevtike, da naštejemo le nekatere. Da spadajo dosedanji dosežki med vrhunske v svetovnem merilu dokazujejo številne objave v najpomembenjših mednarodnih revijah, med katerimi je tudi 12 člankov z IF ) 10,0 po letu 1990 in posledična visoka citiranost del vodje programa Prof. dr. V. Turka (skoraj 11000 citatov, h-index 51, najbolj citiran znanstvenik v Sloveniji po letu 1991) kot tudi novega vodje programa Prof. dr. B. Turka (skupno ~3000 citatov, h-index 27) in ostalih sodelavcev ter mednarodna sodelovanja z vrsto odličnih raziskovalcev v svetu.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave programske skupine so bazičnega značaja in kot take prispevajo z mnogimi odličnimi objavami v svetovno zakladnico znanj. Raziskave razgradnje beljakovin so ključnega pomena za razumevanje normalnih procesov v živih organizmih kot tudi pri bolezenskih stanih. Skoraj ni bolezni, ki ne bi bila povezana s proteoliznimi encimi in njihovo povišano in/ali nekontrolirano aktivnostjo. Zaradi svojega pomena ter odličnih dosežkov raziskave omogočajo neposredno uporabo v modernih industrijskih laboratorijih in proizvodnji ter kliničnih laboratorijh. Prav tako pa so raziskave pomembne n.pr. pri bioterorizmu ter različnih obolenjih z razvojem biosenzorjev ter diagnostiko. Na tem programu je bilo že do sedaj opravljenih preko 200 diplomskih del, več kot 40 magisterijev in preko 30 doktoratov znanosti. Mnogi raziskovalci so nato odšli v druge laboratorije na institutih ter univerzah. Na Univerzi v Ljubljani (UL) raziskovalci te programske skupine tvorijo jedro biokemijske smeri ter katedre za biokemijo FKKT UL. Mnogi raziskovalci so se zaposlili v farmacevtski industriji, tako npr. samo v letu 2007 trije v Leku v novih obratih za proizvodnjo rekombinantnih proteinov. Iz dosedanih raziskav je bil skupaj z raziskovalci Krke razvit program diagnostike na osnovi monoklonskih protiteles proti katepsinom in cistatinom za zgodnjo diagnostiko raka. Iz tega področja izhaja tudi več patentov. S tovarno Lek smo sodelovali pri razvoju antibiotikov ter na drugih programih. Obe tovarni sta tudi finančno podprli postavitev novih laboratorijev za celično biologijo ki omogočajo delo po najnovejših standardih. Iz navedenega sledi, da je predloženi program aktualen, konkurenčen in interdisciplinaren. Te raziskave iz področij biokemije, molekularne in celične biologije so ključne za postavitev moderne biotehnologije. Odlična aktualna znanost ter njen prenos v moderno tehnologijo pa so ključnega pomena za trajen družbeno-ekonomski razvoj in konkurenčnost Slovenije ter njeno umestitev med razvite članice Evropske skupnosti. S temi dosežki tako doprinašamo tudi h kulturnemu dvigu Slovenije, saj sta tako znanost kot umetnost pri tem nepogrešljivi. Skupina je organizirala tudi vrsto mednarodnih srečanj na katerih so sodelovali tudi odlični tuji raziskovalci iz univerz in industrije vključno z več nobelovimi nagrajenci. Vzpostavljena je bila vrsta mednarodnih sodelav kar vse doprinaša k mednarodnem ugledu Slovenije. Tako je dr. Vito Turk opravljal vodilne funkcije v Zvezi Evropskih Biokemijskih Društev in IUBMB, ter je član Slovenske Akademije Znanosti, EMBO, Evropske Akademije (London) itd. dr. Boris Turk je generalni sekretar European Cell Death Organization, bil je član izvršnega odbora Mednarodne Zveze za Proteolizo (IPS-2001-2005), je član EMBO od 2007 in dobitnik Zoisovega priznanja za pomembne dosežke na področju biokemije proteaz, pa tudi raziskovalci programske skupine so prejeli nekatera priznanja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno