Interactions between large molecules pose a puzzle for reference quantum mechanical methods

A nagy molekulák kölcsönhatásai még a legmegbízhatóbb kvantumkémiai módszerek számára is kihívást jelenthetnek

Nature Communications 2021, 12, 3927 DOI: 10.1038/s41467-021-24119-3
Nagy, P, R^1#; Al-Hamdani, J, S^2,4#; Andrea Zen, A³ ;Dennis Barton, D⁴ ; Kállay, M¹ ; Jan Gerit Brandenburg, J, G⁵ ; Tkatchenko, A⁴
# megosztott első szerzőség
¹Department of Physical Chemistry and Materials Science, Budapest University of Technology and Economics, P.O. Box 91, Budapest H-1521, Hungary
²Department of Chemistry, University of Zurich, Zürich, Switzerland
³Department of Earth Sciences, University College London, London, UK
⁴Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg, Luxembourg, Luxembourg
⁵Merck Data Office, Merck KGaA, Darmstadt, Germany

Szakmai összefoglaló
A természetben elterjedt molekuláris kölcsönhatásokat modelleztük a legmegbízhatóbb kvantumkémiai eszközökkel. Mivel a saját LNO-CCSD(T) módszerünk hatékonyságában és a becsült hibakorlátjával is utolérte a legfejlettebb DMC programokat, így a két módszer több, akár 100 atomos komplexekre is egyezést ad a várakozások szerint. Néhány esetben azonban nagy és ismeretlen okú eltérés tapasztalható, ami rámutat arra, hogy ezen szimulációknál még kiemelt óvatosság és további fejlesztések szükségesek.

Közérthető ismertető
A természetben elterjedt molekulák közti univerzális kölcsönhatásokat modelleztünk a legmegbízhatóbb kvantumkémiai eszközökkel.
A korábban csak kis molekulákra elvégezhető számítások alapján várt nagy pontosságú egyezést sikerült fejlesztéseinkkel eddig elérhetetlen tartományba (100 atom) kiterjeszteni. Néhány esetben azonban nagy és ismeretlen okú eltérést tapasztaltunk, ami rámutat, hogy ezen és közvetve számos erre a két módszerre építő modellek esetén további fejlesztések szükségesek.

Structural impact of GTP binding on downstream KRAS signaling

A GTP kötődés szerkezeti következményei a KRAS fehérje mediált jelátvitelre

Chemcal Science 2020, 11, 9272-9289 DOI: 10.1039/d0sc03441j
Menyhárd, K, D¹; Pálfy, Gy¹; Orgován, Z²; Vida, I¹; Keserű, Gy, M²; Perczel, A^1
1Laboratory of Structural Chemistry and Biology, MTA-ELTE Protein Modelling Research Group, Institute of Chemistry, Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary
²Medicinal Chemistry Research Group, Research Centre for Natural Sciences, Magyar tudósok körútja 2, 1117 Budapest, Hungary

Szakmai összefoglaló
A RAS onkogén fehérjék, melyek az emberi daganatos megbetegedések ~30%-ért felelősek, változatos jelpályák molekuláris kapcsolói. Egy új NMR protokollt használva feltérképeztük a KRAS dinamikáját és az eredmények alapján megalkottuk a katalitikus folyamat új modelljét QM/MM számításokat alkalmazva. Javaslatot tettük az onkogén mutációk katalízisre és jelátvitelre gyakorolt hatására vonatkozólag és gyógyszertervezési szempontból jelentős konformációkat azonosítottunk a katalitikus ciklus mentén.

Közérthető ismertető
A RAS fehérjék, olyan molekuláris kapcsolók, amelyek az emberi daganatos megbetegedések ~30%-ért felelősek. Az onkogén folyamatot a RAS fehérjék szerkezetének változása indítja el, ennek részleteit kísérleti és elméleti módszerekkel vizsgálva született magyarázat az onkogén mutációk RAS katalízisre és jelátvitelre gyakorolt hatására. A feltárt fehérjeszerkezeti megállapítások új támadáspontot jelentenek a RAS fehérjék gátlásában és így a daganatos megbetegedések lehetséges terápiájában.

Chronic responses of aerobic granules to the presence of graphene oxide in sequencing batch reactors

Szénalapú nanoanyagok (grafén-oxid) hatása az aerob granulált iszapos szennyvíztisztítási technológiára

Journal of Hazardous Materials 2020, 389, 121905, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121905
Kedves, A¹; Sánta, L¹; Balázs, M²; Kesserű, P²; Kiss, I²; Rónavári, A¹; Kónya, Z^13
1Department of Applied and Environmental Chemistry, University of Szeged, H-6720 Szeged, Rerrich Bela tér 1, Hungary
²Bay Zoltán Nonprofit Ltd. for Applied Research, BAY-BIO Division for Biotechnology, Szeged, Hungary
³MTA-SZTE Reaction Kinetics and Surface Chemistry Research Group, H-6720 Szeged, Rerrich Béla tér 1, Hungary

Grafén-oxid hatását vizsgáltuk aerob granulált iszapos szakaszosan működő bioreaktorban; vizsgáltuk a vízkémiai paramétereket, és követtük a mikrobiális összetételben történő változásokat metagenomikai szekvenálással. Bebizonyítottuk, hogy az extracelluláris polimer anyagok kulcsszerepet játszanak a GO toxikus hatásának enyhítésében. A bioreaktorok mikrobiális összetételében is jelentős változásokat (csökkenést) figyeltünk meg. A legellenállóbb törzseknek a Paracoccus sp., Klebsiella sp. és Acidovorax sp. bizonyultak, mely fajok fontos szerepet játszanak a biológiai szennyvíztisztításban.