Methodology development for detection of protein-ligand interactions by using NMR techniques  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
83600
Type PD
Principal investigator Hetényi, Anasztázia
Title in Hungarian NMR módszertani fejlesztés a fehérje-ligandum kölcsönhatások detektálására
Title in English Methodology development for detection of protein-ligand interactions by using NMR techniques
Keywords in Hungarian protein-ligandum kölcsönhatás, NMR spektroszkópia, vízoldhatatlan ligand, antitest
Keywords in English Protein-ligand interactions, NMR-spetroscopy, water-insoluble ligand, antibody
Discipline
Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences)80 %
Ortelius classification: Instrumental analysis
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)20 %
Ortelius classification: Monoclonal antibodies
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Department of Medical Chemistry (University of Szeged)
Starting date 2010-10-01
Closing date 2014-03-31
Funding (in million HUF) 16.302
FTE (full time equivalent) 1.92
state closed project
Summary in Hungarian
A fragmens alapú hatóanyag tervezésnek fontos része a fehérje-ligandum kölcsönhatás NMR-rel való detektálása. Az NMR alapú technikák alkalmazhatóságának fő korlátozó tényezője hogy vízoldékony ligandumot és tiszta célmolukulát igényel. Célul tűzzük ki a ligandum és a fehérje detektált NMR technikák (STD és 15N-HSQC titrálás) fejlesztését a korlátozó tényezők kiküszübölésére. Ligandum- és fehérje detektált NMR kísérletek a vízoldhatatlan ligandumok, az oldhatóságot elősegítő reagens és a fehérjét tartalmazó háromkomponensű rendszerben lesznek kivitelezve. A ligandum oldhatóságának növelését a kalmodulin fehérje és hidrofób ligandumának modelljén teszteljük. Továbbá izotóp jelzett antitest által közvetített STD módszert dolgozunk ki a fehérjekeverékben lévő adott fehérje-ligandum kölcsönhatás vizsgálatára. Az antitest által közvetített STD, Gal-1 fehérje és a nemneutrális anti-Gal-1 monoklón antitest rendszerében lesz tesztelve. Eredményként olyan új kísérleti protokollt várunk, melynek segítségével a fehérje-ligandum NMR eszköztár alkalmazhatósága kibővíthető a vízoldhatatlan ligandumok és a tisztíthatatlan fehérjék tanulmányozására.
Summary
Detection of protein ligand interactions by using NMR methods is an important facet of the fragment-based drug-design. However, the NMR-based techniques require water soluble ligands and purified targets, which can be the major limiting factor in these experiments. The goal is to improve the ligand- and protein detected NMR methods (STD and 15N-HSQC titration) to overcome these limitations. Ligand- and protein-detected NMR experiments will be carried out with the ternary system containing the water-insoluble ligands, a solubilizing agent and the protein. The solubilized ligands will be tested on protein calmodulin and its hydrophobic ligands as model. Further, an isotope labeled antibody-mediated STD methodology will be developed for the detection of specific protein-ligand interactions in protein mixtures. The antibody mediated STD will be tested on the system containing the protein galectin-1 and a non-neutralizing anti-galectin-1 monoclonal antibody. The expected results are novel experimental protocols which can extend the applicability of the protein-ligand NMR toolbox to water insoluble and unpurifiable proteins.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Az NMR módszertani fejlesztés a fehérje-ligandum kölcsönhatások detektálására területén a következő fontosabb eredményeket értük el. 1. Speciális módszert dolgoztunk ki vízoldhatatlan ligandumok kötődési vizsgálatára 2. Elsőként vizsgáltunk kötődést terner rendszerekben mely eredményesnek bizonyult 3. 15N-GS STD pulzus szekvencia fejlesztésével 15N jelzett Anti-Gal-1 monoklón antitest gerjesztésével szelektíven elsőként tudtunk kötődést kimutatni fehérjekeverékkel 4. Az apopinán és a béta-homoszerin láncbeli elhelyezkedésének szerkezetre gyakorolt hatásait vizsgálva egy új nagyátmérőjű H18-as hélixet mutattunk ki. 5. Az alternáló ACPC lánchossztól és az N-terminális acetilezésétől függő szerkezeti hatását vizsgálva egy újabb nagyméretű H18/20-as szerkezetre bukkantunk 6. Egy H14-es vízoldékony foldamert mely gyenge kötődést mutatott az Aβ(1-42) fehérjéhez dedrimerre kapcsoltunk melynek hatására az egykarú ligandum kötődését nagyságrendekkel tudtuk javítani. 7. Kimutattuk gallium(III)komplexek kölcsönhatását szérumfehérjékkel 8. Meghatároztuk antidiabetikus fémkomlexek kötődését humán szérum albuminhoz
Results in English
In the field of NMR methodology development for detection of protein-ligand interaction by using NMR techniques the contributions achieved are as follows. 1. Special method was developed for the examination of water-insoluble ligands binding. 2. It has been shown for the first time that a protein-ligand binding interaction can studied with the ternary system. 3. An isotope labelled antibody-mediated STD methodology was developed for the detection of specific protein-ligand interactions in protein mixtures. 4. A large diameter helix H18 was detected with apopinane and beta-homoserine amino acids. 5. A new H18/20 helical structure was deteced. 6. It has been shown for the first time that a Foldamer-Dendrimer Conjugate can bind to a Neutralizes Synaptotoxic β-Amyloid Oligomers 7. Interactions of the gallium(III)complexes with human serum albumin was detected. 8. Interactions of the carrier ligands of antidiabetic metal complexes with human serum albumin were examined.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=83600
Decision
Yes





 

List of publications

  
Szolnoki E, Hetényi A, Mándity IM, Fülöp F, Martinek TA: Foldameric β-H18/20P mixed helix stabilized by head-to-tail contacts: A way to higher-order structures, EUR J ORG CHEM : (17) 3555-3559, 2013
Fülöp L, Mándity IM, Juhász G, Szegedi V, Hetényi A, Wéber E, Bozsó Z, Simon D, Benkő M, Király Z, Martinek TA: A Foldamer-Dendrimer Conjugate Neutralizes Synaptotoxic β-Amyloid Oligomers, PLOS ONE 7: (7) e39485, 2012
Szolnoki E, Hetenyi A, Martinek TA, Szakonyi Z, Fulop F: Self-association-driven transition of the beta-peptidic H12 helix to the H18 helix, ORG BIOMOL CHEM 10: (2) 255-259, 2012
Dömötör Orsolya, Bali Krisztina, Hetényi Anasztázia, Enyedy Éva A: Rákellenes gallium(III)komplexek oldategyensúlyi jellemzése és szérumfehérjékkel való kölcsönhatásuk vizsgálata, MAGY KÉM FOLY x: (&) &, 2014
Éva A Enyedy, László Horváth, Anasztázia Hetényi, Tiziano Tuccinardi, Christian G Hartinger, Bernhard K Keppler, Tamás Kiss: Interactions of the carrier ligands of antidiabetic metal complexes with human serum albumin: a combined spectroscopic and separation approach with molecular modeling studies, BIOORGAN MED CHEM 19: (14) 4202-4210, 2011
Mernyak E, Huber J, Szabo J, Schneider G, Hetenyi A, Mark L, Maasz G, Berenyi A, Kovacs I, Minorics R, Zupko I, Wolfling J: Cycloaddition of Steroidal Cyclic Nitrones to C=N Dipolarophiles: Stereoselective Synthesis and Antiproliferative Effects of Oxadiazolidinones in the Estrone Series., STEROIDS 78: (10) 2021-2028, 2013
Szolomajer-Csikos O, Beery E, Kosa L, Rajnai Z, Jani M, Hetenyi A, Jakab KT, Krajcsi P, Toth GK: Synthesis and ABCG2 Inhibitory Activity of Novel Fumitremorgin C Analogs - Specificity and Structure Activity Correlations., MED CHEM 9: (4) 494-509, 2013
Hunyadi A, Veres K, Danko B, Kele Z, Weber E, Hetenyi A, Zupko I, Hsieh TJ: In vitro Anti-diabetic Activity and Chemical Characterization of an Apolar Fraction of Morus alba Leaf Water Extract., PHYTOTHER RES 27: (6) 847-851, 2013
Szolnoki E, Hetenyi A, Martinek TA, Szakonyi Z, Fulop F: Self-association-driven transition of the beta-peptidic H12 helix to the H18 helix, ORGANIC AND BIOMOLECULAR CHEMISTRY 10:(2) pp. 255-259., 2012
Fülöp L, Mándity IM, Juhász G, Szegedi V, Hetényi A, Wéber E, Bozsó Z, Simon D, Benkő M, Király Z, Martinek TA: A Foldamer-Dendrimer Conjugate Neutralizes Synaptotoxic β-Amyloid Oligomers, PLOS ONE 7:(7) p. e39485. 17 p., 2012
Éva Szolnoki, Anasztázia Hetényi, Tamás A. Martinek, Zsolt Szakonyi, Lívia Fülöp, Ferenc Fülöp: β-peptidic H18 helices, http://jornades.uab.cat/foldamers_barcelona/sites/jornades.uab.cat.foldamers_barcelona/files/FOLDAMERS_PROGRAM.pdf, 2011
Anasztázia Hetényi, Éva Szolnoki, Ferenc Fülöp, Tamás A. Martinek: A large-diameter β-peptidic H18/20 mixed helix, http://www.iecb.u-bordeaux.fr/foldamers2012/pdf/0_book_of_abstract_merged.pdf, 2012
Szolnoki E, Hetényi A, Mándity IM, Fülöp F, Martinek TA: Foldameric β-H18/20P mixed helix stabilized by head-to-tail contacts: A way to higher-order structures, EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY (17) pp. 3555-3559., 2013
G K Tóth, A Hetényi, I Ilisz, A Péter: A simple chromatographic route for the isolation of meso diaminopimelic acid., CHIRALITY 23: 133-137, 2011



Back »