PROTEIN DINAMIKAI SZIMULÁCIÓS ÉS MOLEKULAMODELLEZÉSI MUNKACSOPORT

Munkacsoport vezető: Dr. Komáromi István, PhD, tudományos főmunkatárs


A csoport fő érdeklődési területe biomakromolekulák dinamikus tulajdonságainak valamint egymással és kis molekulákkal történő kölcsönhatásainak tanulmányozása in silico (molekuláris dinamikai szimulációk és egyéb számítási és molekuláris modellezési) módszerekkel. Elsősorban a hemosztázis és trombózis folyamatában résztvevő fehérjék szerkezet-funkció összefüggéseinek elméleti vizsgálata, az allosztérikus kölcsönhatással kiváltott nagy konformációváltozások, valamint a transzglutamináz és cisztein proteáz  reakció mechanizmusa áll érdeklődésünk előterében. Szimulációs és számítási módszerek alkalmazása patogén mutációk okozta funkció változások szerkezeti biológiai hátterének értelmezésére szintén része kutatásainknak. A kommersziális és akadémiai szoftverek (a teljesség igénye nélkül: a Schrödinger programcsomag több modulja, valamint a GROMACS, AMBER, Gaussian 09, GAMESS, AutoDock, CHIMERA, VMD) alkalmazásán túl a szimulációk és számítások során gyakran előforduló hiányos vagy rossz minőségű erőtér paraméterrendszereket saját fejlesztésű szoftverek segítségével tudjuk kiegészíteni vagy javítani. Az olyan kölcsönhatások pontosabb leírására, amelyeket kémiai kötések kialakulása és/vagy bomlása kísér, hibrid kvantummechanikai/molekulamechanikai számítási módszereket (pl. a részvételünkkel is fejlesztett ONIOM módszert) alkalmazunk. Az „in silico” laboratórium számításait egy linux cluster és néhány grafikus munkaállomás segíti. A csoport hozzáféréssel rendelkezik a Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet keretein belül működtetett szuperszámítógépekhez is.

A csoportnak a Tanszék többi  kutatócsoportjával számos közös kutatási projektje van. Ezek mellett a csoport részt vett és jelenleg is részt vesz több hazai és nemzetközi kollaborációs munkában. Kiemelendők ezek közül a Debreceni Egyetem Gyógyszerkémiai-, Szervetlen- és Szerves Kémiai Tanszékei valamint a Orvosi Vegytani Intézete kutatócsoportjaival folytatott közös munkák az antithrombin III szerkezet- funkció öszefüggései, az antithrombin-heparin kölcsönhatás, valamint szerves reakciómechanizmusok kvantumkémiai modellezése területeken. Szintén kiemelendőek a DE ÁOK Élettani Intézetével és a Szemészeti Klinikával, valamint a Szegedi Egyetem Kémiai Informatikai Tanszékével folytatott együttműködések.

A fentieken kívül a Dr. Somogyi Árpád (Ohio State University, Mass Spec and Proteomics laboratory, United States), prof. Keiji Morokuma (Emory University, Chemistry Department, United States), Prof. Sándor Lovas (Creighton University, Department of Biomedical Sciences, United States) és Dr. Michael Owen (Multiscale Modelling Group, Structural Biochemistry Forschungzentrum Jülich, Germany) külföldi kutatókkal folytatott kollaborációs munkák bizonyultak a legeredményesebbeknek.


VÁLOGATOTT KÖZLEMÉNYEK:

Tóth L, Muszbek L, Komáromi I; Mechanism of the Irreversible Inhibition of Human Cyclooxygenase-1 by Aspirin as Predicted by QM/MM Calculations J. Mol. Mod. Graph. 40: pp. 99-109. (2013)

Kiss A, Becsi B, Kolozsvari B, Komaromi I, Kover KE, Erdodi F; Epigallocatechin-3-gallate and penta-O-galloyl-beta-d-glucose inhibit protein phosphatase-1. FEBS Journal 280:(2) pp. 612-626. (2013)

Bokor É, Fekete A, Varga G, Szőcs B, Czifrák K, Komáromi I, Somsák L; C-(β-D Glucopyranosyl)formamidrazones, formic acid hydrazides and their transformations into 3-(β-d-glucopyranosyl)-5-substituted-1,2,4- triazoles: a synthetic and computational study. Tetrahedron 69:(48) pp. 10391-10404. (2013)

Hegyi B, Barandi L, Komaromi I, Papp F, Horvath B, Magyar J, Banyasz T, Krasznai Z, Szentandrassy N, Nanasi PP; Tetrodotoxin blocks L-type Ca2+ channels in canine ventricular cardiomyocytes. Pflügers;. Eur. J. Physiol. 464:(2) pp. 167-174. (2012)

Komáromi I, Bagoly Z, Muszbek L; Factor XIII: novel structural and functional aspects J. Thromb. Haemost. 9:(1) pp. 9-20. (2011)

Muszbek L, Bereczky Z, Bagoly Z, Komaromi I, Katona E;  Factor XIII: a Coagulation Factor With Multiple Plasmatic and Cellular Functions Physiol. Rev. 91:(3) pp. 931-972. (2011)

Muszbek L, Bereczky Z, Kovács B, Komáromi I Antithrombin deficiency and its laboratory diagnosis Clin. Chem. Lab. Med. 48:(S1) pp. S67-S78. (2010)

Bereczky Zs, Bardos H, Komáromi I, Kiss Cs, Haramura G, Ajzner E, Ádány R, Muszbek L; Factor XDebrecen: Gly204Arg mutation in factor X causes the synthesis of a non-secretable protein and severe factor X deficiency. Haematologica: 93:(2) pp. 299-302. (2008)

Komaromi I, Owen MC, Murphy RF, Lovas S; Development of glycyl radical parameters for the OPLS-AA/L force field J. Comp. Chem. 29:(12) pp. 1999-2009. (2008)

Owen MC, Komáromi I, Murphy RF, Lovas S The comformational preference of C-alpha-centered radicals in proteins J. Mol. Struct. (Theochem) 759: pp. 117-124. (2006)

Vreven T, Byun KS, Komaromi I, Dapprich S, Montgomery JA, Morokuma K, Frisch MJ; Combining quantum mechanics methods with molecular mechanics methods in ONIOM  J. Chem. Theor. Comput. 2:(3) pp. 815-826. (2006)

Komáromi I, Somogyi Á, Wysocki VH; Proton migration and its effect on the MS fragmentation of N-acetyl OMe proline: MS/MS experiments and ab initio and density functional calculations. Int. J. Mass. Spectrometry 241: pp. 315-323. (2005)

Dapprich S, Komáromi I, Byun SK, Morokuma K, Frisch MJ; A new ONIOM implementation in Gaussian98. Part I. The calculation of energies, gradients, vibrational frequencies and electric field derivatives J. Mol. Struct (Theochem) 461-462: pp. 1-21. (1999)

Froese RDJ, Komaromi I, Byun KS, Morokuma K; Theoretical studies of protonated and non-protonated Schiff bases of retinal: Ground state structures and energies of the all-trans, 13-cis, 11-cis, 9-cis, 6,7-cis, and 6-s-cis isomers Chem. Phys. Lett. 272:(5-6) pp. 335-340. (1997)