|
||||
Home
» Archívum
» 2014. TDK
» Biológus szekció
Biológus szekcióMadarász Miklós II. évfolyam MTA-KOKI, Két-foton Képalkotó Központ, SZIE Állatorvos-tudományi Kar, Anatómiai és Szövettani Tanszék Témavezetők: Dr. Rózsa Balázs, Dr. Halasy Katalin A fotoaktív ketrec vegyületekhez (továbbiakban caged vegyületek), mint hordozókhoz, különböző molekulákat köthetünk, úgy, mint serkentő és gátló jelátvivő anyagokat, neurotranszmittereket és analógjaikat, melyek fény hatására gerjesztődnek, felszabadítva hasznos terhüket. Caged vegyületek kombinált használata két-foton mikroszkópos technikákkal lehetővé teszi az idegsejtek közötti gyors, lokalizált, illetve megfelelő tér-időbeli szinaptikus mintázatok reprodukálását in vitro és in vivo kísérletekben. A fent említett technológiával az idegsejtek dendritjeiben folyó jel-integrációs folyamatokat tudjuk tanulmányozni. A jelenleg széles körben alkalmazott és könnyen hozzáférhető mononitroindolinból származtatott glutamát caged vegyület (MNI-Glu) azonban több okból is a használhatóság határán mozog. Fotokémiai hatékonysága alacsony, mivel annak növelésével a spontán hidrolízis aránya megnő, illetve mint mesterséges molekula, hordoz magában nem-specifikus tulajdonságokat, például annak ellenére, hogy glutamátot szabadítanak fel, sok esetben GABAA receptor blokkoló mellékhatás is jelentkezik. Jelen tanulmányban quantum kémiai modellezéssel próbáltuk megérteni a hidrolízis és a két-foton effektus mechanizmusát, hogy segítségével nagyobb hatásfokú caged vegyületeket tudtunk szintetizálni. Az új vegyületek fotokémiai hatékonysága nagyobb, mint a forgalomban kapható MNI-Glu-é, melynek köszönhetően kevesebb gerjesztési energia szükséges ugyanannyi neurotranszmitter felszabadításához. A jobb fotokémiai hatékonyság mellett azonban nagyobb lett a spontán hidrolízis aránya is. A spontán hidrolízis során keletkező glutamát megemeli a szabad glutamát koncentrációját az extracelluláris térben, melyet a sejtek saját glutamát felvételükkel tartanak egyensúlyban. Az egyensúly kibillenése az NMDA receptorokon keresztül befolyásolja az idegsejt aktivitást és a dendrit szintű jel-integrációt. Ennek kiküszöböléséhez kifejlesztettünk egy újszerű enzimatikus lebontási módszert, amely során glutamát-dehidrogenáz enzim és a működéséhez szükséges koenzim, NADP+ hozzáadásával kontroll szintre csökkentettük a szabad glutamát koncentrációt. Az enzimatikus bontás használatával lehetségessé vált a jobb fotokémiai hatékonyságú vegyületek alkalmazása idegélettani kísérletekben. Dolgozatomban beszámolok három új caged glutamát vegyület sikeres szintéziséről és teszteléséről egér in vitro akut túlélő agyszelet kísérletekben. A három új vegyület közül a dinitroindolinból származtatott DNI-Glu•TFA 7.2-szer nagyobb fotokémiai hatékonysággal rendelkezik, mint az MNI-Glu•TFA, illetve kísérleteinkben GABAA receptor blokkoló hatása szignifikánsan kisebb volt. Előadások listája |