Wciąż nie wiemy jak mierzyć aktywność enzymów

Enzymy to najważniejsze białka w organizmach żywych. Odgrywają istotną rolę we wszystkich kluczowych procesach i reakcjach takich jak wzrost, dojrzewanie, trawienie, starzenie się czy śmierć komórki. Jednak nieprawidłowe działanie enzymów może także sprzyjać rozwojowi chorób. Przykładem mogą być proteazy – enzymy wyspecjalizowane w hydrolizie (rozpadzie) białek, których nadmierna aktywność przyczynia się do dzielenia komórek nowotworowych i przedostawania się do innych tkanek organizmu. W konsekwencji sprzyja to powstawaniu np. nowotworów piersi, płuc czy mózgu.

Niebezpieczny mechanizm działania enzymów dobrze obrazują proteazy treoninowe i cysteinowe, których aktywność musi być ściśle regulowana, tak aby uniknąć nadmiernej proteolizy w komórkach lub tkankach. Wiele ośrodków naukowych na całym świecie zajmuje się poszukiwaniem specyficznych narzędzi do badania tej grupy enzymów, aby w konsekwencji wesprzeć diagnostykę nowotworów. W projekcie rozwijającym ten obszar w Polsce uczestniczy m. in. dr inż. Wioletta Rut z Zakładu Chemii Bioorganicznej na Politecznice Wrocławskiej. Jej praca naukowa została wyróżniona w 17. edycji programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki.

– W komórce, która poddawana jest analizie znajduje się nie jeden a wiele enzymów. Dlatego głównym problemem uniemożliwiającym faktyczne mierzenie aktywności białek jest brak selektywności stosowanych w badaniach narzędzi chemicznych w stosunku do docelowych enzymów. Aby określić aktywność białka potrzebujemy narzędzia, które będzie wiązać się tylko z konkretnym enzymem. Celem mojego projektu jest zaprojektowanie i synteza cząsteczek chemicznych, za pomocą których można będzie zobrazować aktywność wybranych proteaz – tłumaczy dr inż. Wioletta Rut z Politechniki Wrocławskiej.

Synteza nowych narzędzi badawczych

Praca dr inż. Wioletty Rut została wyróżniona przez Jury programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki ze względu na jej innowacyjność i kompleksowość. Dwuetapowy projekt zakładał zbadanie dwóch grup enzymów: proteaz treoninowych oraz cysteinowych. Pierwsza część badań, skupiająca się na proteazie treoninowej pozwoliła na syntezę markerów chemicznych, czyli związków chemicznych umożliwiających wykrycie danego enzymu w komórce. Drugi etap pracy obejmował badanie proteaz cysteinowych, do których należą enzymy deubikwitynujące (DUBs) odpowiadające za usuwanie ubikwityny z jej białkowych kompleksów. Rolą ubikwityny jest znakowanie białek komórkowych przeznaczonych do degradacji. Ta część pracy doktorskiej miała na celu zaprojektowanie narzędzi, które umożliwią monitorowanie aktywności enzymów deubikwitynujących. Rezultaty badań przyczynią się do lepszego zrozumienia roli tych proteaz w stanach chorobowych.

– Dr inż. Wioletcie Rut udało się stworzyć cząsteczki, które pozwolą w prosty sposób obrazować aktywność proteaz cysteinowych i treoninowych, występujących we krwi. Tym samym będzie można na przykład przeprowadzać szybką diagnostykę różnych typów białaczek – podkreśla prof. dr hab. Marcin Drąg z Politechniki Wrocławskiej.

Projekt wyróżniony stypendium Dla Kobiet i Nauki

Nowe podejście badawcze oraz waga pracy naukowej dr inż. Wioletty Rut zostały docenione przez Jury programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki pod przewodnictwem prof. Ewy Łojkowskiej – w październiku 2017 roku badaczka otrzymała stypendium w kategorii doktoranckiej w wysokości 30 000 zł.

– Cieszę się, że dołączyłam do grona kobiet nagrodzonych w programie L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet
i Nauki. Otrzymane stypendium, nowo zawarte znajomości oraz możliwość szerszego promowania badań to duże wyróżnienie i szansa na jeszcze pełniejszy i szybszy rozwój moich badań – mówi dr inż. Wioletta Rut.

Dr inż. Wioletta Rut jest absolwentką chemii na Politechnice Wrocławskiej. Jest autorką lub współautorką trzynastu publikacji, w tym dwunastu opublikowanych w czasopismach z listy filadelfijskiej. W trakcie studiów doktoranckich prezentowała wyniki swoich badań na jedenastu konferencjach o zasięgu lokalnym i międzynarodowym, w tym International Proteolysis Society Meeting oraz Polish Peptide Symposium, gdzie dostała nagrodę główną za najlepsze wystąpienie ustne dla doktorantów.