Konformációs viszonyok és elektronszerkezet-változások vizsgálata fehérjékben
Title in English
Investigation of conformational fluctuations and eletronic structure variations in proteins
Panel
Chemistry 1
Department or equivalent
Department of Inorganic and Analytical Chemistry (Budapest University of Technology and Economics)
Participants
Karancsiné Menyhárd, Dóra Kolossváry, István Kovári, Zoltán
Starting date
2003-01-01
Closing date
2007-06-30
Funding (in million HUF)
5.464
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Feltérképeztük a foszfoglicerát kináz molekuláris felismerési folyamataiban szerepet játszó konformációs változásokat. Elvégeztük a foszfoinozitol kináz 3 alfa izoformájánnak 3D szerkezetpredikcióját, azonban a ligandumkötődés vizsgálatára a kooperáló partner elállása miatt nem került sor. Felderítettük a tetrahidribiopterin (BH4) kofaktor szerepe a nitrogén monoxid szintetáz (NOS) aktiválódásában. Meghatároztuk a NO kötőhelyét a nitroforin 4 (NP4) fehérje aktív helyén. Low-mode (LMOD) keresésen alapuló platfromfüggetlen konformerkereső és dokkoló eljárást dolgoztunk ki, amely az AMBER programcsomagban is hozzáférhető. Elvégeztük a kifejlesztett eljárás több konformerkereső módszerrel történő összehasonlító vizsgálatát. Eljárást dolgoztunk ki humán P450 2C9 ligandumok azonosítására és az izoforma specificitás vizsgálatára a 2C családban. Felderítettük a NADH kofaktor és NO kölcsönhatás szerepét a P450 NO-reduktáz fehérjében. A támogatott időszak alatt megkezdett hisztamin receptorok kutatását érintő vizsgálataink alapján új lipofil zsebet találtunk a H1 receptorban, ligandum információkkal segített homológiamodellezéssel előállítottuk a H4 receptor első atomi felbontású modelljét és eljárást dolgoztunk ki új H4 ligandunok azonosítására. Utóbbi eljárást az eddig ismert legkiterjedtebb szerkezet alapú szűrővizsgálatban alkalmazva új, kísérletileg is megerősített H4 ligandumokat azonosítottunk.
Results in English
Conformational motions responsible for the substrate recognition in phosphoglycerate kinase have been explored. Homology model for phosphoinositol 3 kinase alpha isoform has been developed, however docking studies were suspended due to the changed interest of the partner (ComGenex Inc). The role of tetrahydrobiopterin cofactor in nitric oxide synthase has been clarified. The putative nitric oxide binding site in nitrophorin 4 has been identified. A platform-independent LMOD conformational search method has been developed and integrated to AMBER package at UCSF. The performance of this method has been evaluated and compared to other algorithms. A new virtual screening protocol has been developed for the identification of CYP 2C9 ligands. The protocol was useful for isofom specificity studies in the 2C family. The role of NADH-nitric oxide interaction in P450-No reductase has been investigated. A new lipophilic binding pocket in human histamine H1 receptor has been identified. The first atom-level model of human histamine H4 receptor has been constructed by ligand supported homology modelling. that was used to develop an effective virtual screening protocol. The protocol allowed us to perform the largest structure based virtual screening experiment using a screening database of more than 8 million compounds. Identified new chemical scaffolds showed submicromolar binding affinity towards the human histamine H4 receptor as revealed by experimental studies.
Bakó, P., Makó, A., Keglevich, G., Menyhárd, D.K., Sefcsik, T., Fekete, J: Alkali metal- and ammonium picrate extraction and complex forming capabilities of D-glucose and D-mannose-based lariat ethers, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry 55 (3-4), pp. 295-302, 2006, 2007
A. Bauer, Z. Kovári, G. M. Keserű: Optimization of Virtual Screening Protocols: FlexX-based Virtual Screening for COX-2 Inhibitors Reveals the Importance of Tailoring Screen Parameters, Biochemistry, 43, 3436-49, 2004, 2004
B. Flachner, Z. Kovári, A. Varga, Z. Gugolya, F. Vonderviszt, G. Náray-Szabó, M. Vas: Role of Phosphate Chain Mobility of MgATP in Completing the 3-Phosphoglycerate Kinase Catalytic Site: Binding, Kinetic, and Crystallographic Studies with ATP and MgATP, Biochemistry, 43, 3436-49, 2004, 2004
D. K. Menyhárd: Electron transfer between the heme bound oxygen and THB4 cofactor of NOS: a DFT study, Chemical Physics Letters, 392, 439-443 (2004), 2004
Róbert Kiss, Zoltán Kovári, György M. Keserű: Homology modeling and binding site mapping of the human histamine H1 receptor, Eur. J. Med. Chem. 39(11), 959-967 (2004), 2004
D. Menyhárd, G. M. Keserű: Protonation state of Asp30 exerts crucial influence over surface loop rearrangements responsible for NO release in nitrophorin 4., FEBS Letters 579, 5392 (2005), 2005
Dóra K. Menyhárd, György M. Keserű: Binding mode analysis of the NADH cofactor in nitric oxide reductase: A theoretical study, Journal of Molecular Graphics and Modelling 25(3), 363-372, 2006
Horváth, V., Kovács, A., Menyhárd, D.K: Conformational studies on the prion protein 115-122 fragment, Journal of Molecular Structure: THEOCHEM 804 (1-3), pp. 9-15, 2007, 2007
Loferer, M.J., Kolossváry, I., Aszódi, A: Analyzing the performance of conformational search programs on compound databases, Journal of Molecular Graphics and Modelling 25 (5), pp. 700-710, 2007, 2007
Róbert Kiss, Béla Noszál, Ákos Rácz, András Falus, Dániel Erős, György M. Keserű: Binding Mode Analysis and Enrichment Studies on Homology Models of the Human Histamine H4 Receptor, Eur. J. Med. Chem. 2007, nyomdában doi:10.1016/j.ejmech.2007.07.014, 2007
Tímea Polgár, Dóra K. Menyhárd, György M. Keserű: Effective virtual screening protocol for CYP2C9 ligands using a screening site constructed from flubiprofen and S-warfarin pockets, Journal of Computer Aided Molecular Design, közésre elfogadva, 2007
