Esztergom és Vidéke, 2003
2003-06-05 / 22-23. szám
8 Esztergom és Vidéke 2003. július 10. Nobel-díjas ötlet Fo rrad alom a gyó gysze rkutatásban A Mindentudás Egyetemének egyik utóbbi előadásán dr. Furka Árpád beszélt a kombinatorikus kémia ötletének születéséről. Az eredeti módszert peptidek előállítására fejlesztették ki az ELTE Szerves Kémia Tanszékén. Egy kitüntetett: Horváth Mihályné A Vöröskereszt Világnapja alkalmából Tatabányán megyei ünnepséget rendeztek, melyre mindazok meghívást kaptak, akik e szervezet munkájában, tevékenységében, az önzetlen segítségnyújtásban kiemelkedő teljesítményt nyújtottak. Térségünkből a Magyar Vöröskereszt Országos Vezetősége a „Vöröskeresztes munkáért" ezüst fokozatú kitüntetésben részesítette az Esztergom-kertvárosban élő Horváth Mihálynét. Ebből az alkalomból kerestem fel, s kértem beszéljen a szervezetben végzett aktív ténykedéséről: a múltról, a jelenről és a jövőről... 1963-ban egy amerikai professzor, R. B. Merrifield új módszert dolgozott ki a peptidek szintézisére, amely sokkal hatékonyabbnak bizonyult a hagyományos, úgynevezett oldatfázisú eljárásnál. A szilárdfázisú szintézis kidolgozásáért R. B. Merrifield 1984-ben Nobel-díjat kapott. A módszer lényege, hogy a szintézis szilárd hordozó, finomszemcsés műgyanta felületén történik. A műgyanta 1 grammjában körülbelül 10 millió szemcse van, s a felületükön és belsejükben olyan atomcsoportok, úgynevezett funkciós csoportok vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy kémiai kötéssel aminosavakat vagy más vegyületeket kapcsolhassunk hozzájuk. Például egy három aminosavból álló, úgynevezett tripeptid szintézisekor az első aminosavat a szemcsés hordozóhoz kapcsolják, ehhez a másodikat, majd a harmadikat. Ha a szintézis célja egy tripeptid létrehozása volt, akkor lehasítják a hordozóról a kész peptidet. További aminosavak kapcsolásával természetesen hosszabb láncot is elő lehet állítani. A szilárdfázisú módszer előnye, hogy kapcsoláskor az aminosavakat és az egyéb reagenseket nagy feleslegben lehet alkalmazni, ezáltal teljesebb átalakulást lehet elérni, s a fölösleget a reakció végén szűréssel el lehet távolítani. A lehasított peptid oldata szintén szűréssel választható el, s ebből a termék bonyolult tisztítási eljárások mellőzésével viszonylag tisztán elkülöníthető. Az új kombinatorikus módszer ötletének megszületésére Furka professzor így emlékezett vissza: „1964-65-ben egyéves kanadai tanulmányúton vettem részt az Albertai Egyetem Biokémiai Tanszékén. Kutatócsoportunknak sikerült meghatároznia egy 245 aminosavból álló fehérje, a kimotripszinogén-B aminosav sorrendjét. Miután visszatértem Budapestre, kíváncsi lettem, hány lehetséges aminosavsorrend közül választottuk a helyes sorrendet. Más szóval: a 245 aminosav-egységből álló fehérjéknek hány eltérő aminosavsorrendje lehet." A számítás egyszerű: 20 24 5, vagyis húsznak a 245. hatványa. Ez akkora szám, amelyben egy 6-os után 318 nulla következik. De ha valami csoda folytán a Világegyetem teljes anyagát 245 aminosavból álló fehérjékké lehetne alakítani, méghozzá úgy, hogy mindegyikből egyetlen molekula készüljön, a lehetséges fehérjemolekulákat tartalmazó vegyülettárnak csak egy töredéke készülhetne el a Világegyetem anyagából. Sőt, a belátható Világegyetem elemi részecskéinek mennyiségét egy olyan szám fejezi ki, amelyben az l-es után „csak" 88 nulla van. A lehetséges peptidek számát minthogy kevesebb egységből állnak - egyszerűbb kiszámolni. Pedig közöttük bizonyára sok olyan van, amelyek tulajdonságai hasznosak lehetnek számunkra. E még nem létező peptidtárakra úgy is tekinthetünk, mint kitermelésre váró aranytelérekre. Furka professzor hasonlata aligha véletlen, hiszen mint elmondta - Erdélyben, egy Abrudbányához közeli kis faluban született, ahol aranyat bányásztak, és gyermekként látta, milyen óriási meddőhalmok maradnak vissza az arany kivonása után. A peptidkémia szépségeiről szólva Furka Árpád arról beszélt, milyen jó lenne, ha teljes peptidtárakat lehetne előállítani, és a peptideket egyenként vizsgálhatnák, melyik mire hasznosítható. Abban az időben a peptidek előállításának egyetlen lehetősége a Merrifield-szintézis volt, amellyel egyszerre egy peptidet lehetett előállítani. A láncot naponta egy-egy aminosavval tudták meghosszabbítani, teljes peptidtárak előállításáról még álmodni sem lehetett. A professzor első ötlete szerint az összes lehetséges peptidet úgy lehetne előállítani, ha a szilárdfázisú szintézisben az egyes lépésekben felhasznált egy-egy aminosavat a húsz természetes aminosav keverékével helyettesítenék. A szintézis eredménye a teljes peptidtár lett volna. Mivel az egyes aminosavak reakciókészsége eltérő, a különféle peptidek nagyon különböző mennyiségben képződtek volna, és ez akadálya lehetett volna a hatásvizsgálatoknak. Az „igazi" megoldás gondolata egy olyan pillanatban született meg, amikor éppen egyáltalán nem foglalkozott a problémával. 1982 tavaszán Kunágotán arra ébredt, hogy megvan a tökéletes megoldás. Később bebizonyosodott, hogy lehetséges több millió peptidet néhány nap alatt előállítani. A módszer elterjedt. »A szintézis kivitelezéséhez saját tervezésű készüléket konstruáltak, amely voltaképpen légszivattyúhoz csatlakoztatott fémcső, amely egy rázógépre van szerelve. A csőhöz 21 szűrővel ellátott üvegcső csatlakozik, ezekbe mérik be a hordozó oldószerrel elkevert egyenlő adagjait, majd mindegyik csövecskébe más-más aminosav oldatát juttatják a kapcsolást segítő reagensekkel együtt.' A csöveket addig rázatják, amíg az aminosavak hozzá nem kapcsolódnak a hordozóhoz. Ezután szívatással eltávolítják az oldott kiindulási anyagok feleslegét, a szűrőn maradó gyantát többször átmossák, majd egy nagyobb edényben alaposan összekeverik. Ezután kezdődik a szintézis következő lépése. Az újabb készülékek persze már programozhatók, számítógépes vezérléssel működnek, és minden műveletet automatikusan végeznek el. A legegyszerűbb esetben két aminosavat tartalmazó dipeptideket építenek fel, és mindkét lépésben csupán három aminosavat kötnek a szilárd hordozóhoz. Az első lépésben három új anyag képződik: a három aminosav hordozóhoz kötött változata. A hordozó szétosztása és a keverés után mindhárom anyag jelen van mindhárom mintában. A második kapcsolási lépésben mindhárom anyag egy-egy aminosavval hosszabbodik, ezáltal a három mintában összesen kilenc új anyag, kilenc dipeptid lesz. (Ha még egy lépéssel megtoldjuk a szintézist, összesen 27 tripeptidhez jutunk, a negyedik kapcsolási lépésben 81 tetrapeptid keletkezik.) A kilenc dipeptid között minden olyan aminosavsorrendű peptid jelen van, amely a három kiindulási aminosavból előállítható. Éppen ez a megosztásos-keveréses módszer lényege: minden lehetséges szerkezeti kombináció létrejön, függetlenül az aminosavak és a kapcsolási lépések számától. Sőt, kiindulási anyagokként aminosavak helyett más szerves vegyületeket is használhatunk. FURKA ÁRPÁD kémikus Furka Árpád 1931-ben született Kristyorban, Romániában. Egyetemi tanulmányait a Szegedi Tudományegyetemen végezte, ahol előbb kémia-fizika szakos középiskolai tanári, majd vegyészdiplomát szerzett. 1972 óta az ELTE egyetemi tanára. Fő kutatási területe a kombinatorikus kémia, amelynek alapjait már a '80-as évek elején lefektette. Ennek fejlesztése kapcsán az amerikai Advanced ChemTech cég tanácsadójaként működött 1995-től 1999-ig. 2001-től a Kombinatorikus Tudományok Európai Társaságának tiszteletbeli elnöke. Mire jó a kvantumfizika? A XX. század elejére kiderült, hogy a számos jól ismert hullámjelenséget mutató fény bizonyos esetekben inkább részecskeként viselkedik. Ezt legjobban a fényelektromos jelenség szemlélteti: ha egy elektromosan feltöltött fémlemezt megfelelő színű fénnyel világítunk meg, akkor a lemez gyorsan elveszíti töltését. A kísérletek azt mutatják, hogy a kilökött elektronok energiája kizárólag a fény színétől függ. Ugyanolyan színű fénnyel történő erősebb megvilágítás esetén a kilépő elektronoknak a száma növekszik, nem pedig az energiájuk. Ez szögesen ellentmond a hullámelképzelésnek, hiszen ott azt várnánk, hogy a nagyobb intenzitású fény több energiát tud átadni, függetlenül a fény színétől. Az értelmezést Albert Einstein adta meg: a fény részecskékből áll, s erősebb megvilágítás esetén a fényrészecskék (a fotonok) száma növekszik, ezért több elektront képesek kilökni. A fotonok energiája csak a fény színétől függ, így a kilökött elektronok energiája nem változik a fény erősségével. E jelenség alkalmazásával olyan hétköznapi események során találkozunk, mint pl., amikor egy automata ajtó kinyílik előttünk, vagy a TV-híradó videokamerával felvett képeit nézzük. A digitális kamerák és fényképezőgépek lelke az úgynevezett CCD-detektor működése is ezen alapul. A fény tehát egyszerre „részecske és hullám", és ez nem csupán a fény tulajdonsága: bizonyos kísérleteket elektronokkal elvégezve ugyanezt az eredményt kapjuk. A kvantumfizika és a relativitáselmélet elveinek összekapcsolásával Paul Dirac jutott arra a meglepő következtetésre, hogy az elektronnak van saját perdülete (spinje), s létezik egy az elektronnal azonos tömegű, de ellentétes töltésű „anti-elektron": a pozitron. A pozitron és az elektron egymás antirészecskéi, ha találkoznak, megsemmisülnek, és elektromágneses sugárzássá alakulnak: ennek során két foton sugárzódik ki, pontosan ellentétes irányban. Ezek az elvontnak tűnő dolgok nagyon is fontos alkalmazásokban jelennek meg. A pozitron emissziós tomográfia (PET) olyan diagnosztikai eljárás, melynek során a vizsgált személy szervezetébe ártalmatlan, gyorsan bomló izotópot juttatnak, amely egy pozitron kibocsátásával lebomlik, azon a helyen, ahova a keringési rendszer eljuttatta. A méréssel feltérképezhető például az emberi agy működése. A elektronokhoz hasonlóan az atommagoknak is van spinjük. Ezen alapul a mágneses rezonancia (MR) tomográf működése: a berendezés a daganatos betegségek diagnosztizálásának és gyógyításának egyik leghatásosabb eszköze. Az MR tomográfiához nagyon nagy térerősségű mágnesek szükségesek: ezt a követelményt teljesítik a szupravezető mágnesek. A szupravezetés tipikus kvantumjelenség. Alacsony hőmérsékleten a szupravezető állapotú fémben az áram ellenállás nélkül terjedhet. Ugyanilyen különleges a szupravezető anyagok mágneses viselkedése is: a mágneses teret kiszorítják magukból - ezen alapul a szupravezető felett lebegő mágnes jelensége. Szupravezetőket alkalmaznak a nagy szupravezető mágnesekben, a részecskefizikai vagy szerkezetvizsgálati célú részecskegyorsítókban éppúgy, mint a vonatok mágneses lebegtetésén alapuló japán fejlesztésekben. A digitális alkalmazások megtalálhatók a gépkocsik futóművének és motorjának vezérlésétől a banki hitelkártyákig szinte mindenütt. De kvantumelvek alapján működnek a lézerek, az optikai távközlés, a napelemek, a TV képernyő, éppúgy, mint a tomográfokban vagy a részecskegyorsítókban használt szupravezető mágnesek. Katona Gergely (M&H C) - Először is talán annyit, hogy nagyon örülök az országos elismerésnek, hiszen immár harminchat éve vagyok a vöröskereszt tagja. Még Pilisvörösváron léptem be a szervezetbe, illetve léptetett be édesanyám, aki 32 évig volt a település vöröskeresztes titkára, melynek elismeréséül számos kitüntetésben részesült. A „másokon való segítés" családunkban mindig is előtérben volt: nagymamán az első világháború után gyakran hozott élelmiszert az esztergom-tábori hadifoglyoknak. - Kertvárosban mióta van a vöröskeresztnek alapszervezete? - A rendszerváltás után én szerveztem meg a helyi alapszervezetet, mert úgy láttam, hogy nagyon sokan segítségre szorulnak. Jó kapcsolatot építettem ki az iskolákkal, óvodákkal (magam is óvónő voltam), védőnőkkel, orvosokkal. Hamarosan jelentkeztek azok, akiknek támogatásra volt szükségük, így például a petróleumlámpától, a fűtőanyagon keresztül, a mosógépig mindent, amire szükség volt, szereztem. Felkaroltunk és finanszíroztunk sok roma fiatalt, hogy tovább tanulhassanak. Egy „talajt-vesztett" fiatalembert az érettségi megszerzéséig segítettük, szinte gyermekünkként szeretjük, férjemmel együtt. - Külföldi kapcsolatuk is van ? - Igen, Kárpátaljával. Onnan érkezett gyerekek üdültetését szerveztem meg, s két nagycsaládot a mai napig is támogatok. - Önzetlen, segítőkész munkájához bizonyára sok kedves emlék fűződik. Megemlítene egyet ? - Igen kedves és emlékezetes a Kertvárosban élő Ladányi Lajosné, Anna néni kérésének teljesítése volt, aki a hídátadás idején 95 éves volt, s ott szeretett volna lenni a Mária Valéria híd avatóünnepségén. 1944 óta nem járt szülővárosában, Párkányban. Szeretett volna átmenni az újjáépített hídon. A területi titkár szerzett egy kerekes széket, beültettük Anna nénit, és elindultunk... A híd közepén azonban kiderült, hogy nincs útlevele. Szerencsére a határőrség vezetői mindkét oldalon igen megértők voltak, s így Anna néni annyi év után - beléphetett szülőföldjére, Párkányba. - Milyen akciókat szervezett ? - Először is talán azt a drog-megelőzési program-sorozatot említeném, mely több évig hatékonyan működött az iskolában. E foglalkozásokat a védőnő vezette. Igen jó eredménynek könyvelhető el, hogy a városrészben a véradók számát évről évre sikerült megnövelni. Ennek köszönhetően a Véradó Állomás évente két alkalommal - a Közösségi Házban és a Hell szakközépiskolában - sikeres véradást szervezhetett. A nagycsaládosok gyermekeinek üdültetéséhez szponzorokat kerestem, így az arra rászorultaknak az önrészt sem kellett befizetniük. - Tudhatnánk valamit a célkitűzéseiről, a jövőről ? - Terveim között szerepelt egy önálló gyermektábor megszervezése, de erre - sajnos - már nem került sor, mert időközben átjelentkeztem Szentgyörgymező vöröskeresztes alapszervezetébe. Ennek oka a kertvárosi vezetőséggel való nézeteltérésben keresendő. Most a városi vezetőség tagja és megyei küldött vagyok. Ebben a minőségben továbbra is mindent el fogok követni, hogy a rászorulókon, az elesetteken, mindazokon, akik hozzám és a szervezethez fordulnak, segíthessek, gondjaik, problémáik megoldásában részt vállalhassak. - Köszönöm a beszélgetést és gratulálok a kitüntetéshez! Nagy Tibor Az alkoholizmus idegrendszeri hatásai Az alkoholnak az idegrendszerre gyakorolt hatása miatt lépnek fel az úgynevezett megvonási tünetek. Ezekről azért is fontos beszélni, mert ha valaki elhatározza, hogy felhagy az alkoholfogyasztással, tudnia kell, hogy mire számíthat. Mivel a szervezet megpróbál ellenállni az alkohol károsító hatásainak, bizonyos mértékben hozzászokik azokhoz, és ha egy idő után nem kap alkoholt, akkor már hiányérzete lesz, kéri azt, mert e nélkül nem tud „rendesen" működni. Az enyhébb tünetek az alkoholfogyasztás után már öt-nyolc órával jelentkeznek: nyugtalanság, fejfájás, szorongás, kézremegés, gyomorfájás, esetleg hányinger, hányás. Később a nyugtalanságérzés fokozódik, egyre idegesebb lesz a beteg, álmatlanság áll be. Ezek a tünetek három-négy nap múlva érik el a legerősebb fázisukat, és csak körülbelül hat nap után enyhülnek; de a szorongás, az álmatlanság és a kézremegés akár hat hónapig is fennállhatnak. Amennyiben a beteg állandóan nagy mennyiségű alkoholt fogyasztott, a megvonási tünetek is súlyosabbak, s mindez delírium tremensig fokozódhat, ami az esetek 5-8%-ban jelentkezhet, életveszélyes állapot, és kórházi ellátást igényel. Az alkohol nemcsak heveny módon, azaz pillanatnyilag támadja az idegrendszert. Ha valakinek még soha nem volt heveny alkoholmérgezése, attól még az idegrendszere bizonyosan tönkremegy a folyamatos nagy mennyiségű alkohol fogyasztása miatt. Melyek azok a kóros idegrendszeri bántalmak, amelyek a folyamatos alkoholfogyasztás során jelentkezhetnek ? A Bl-vitamin hiánya miatt az idegsejtek fokozatosan tönkremennek. Ennek egyik szembetűnő jele, hogy az illető egyre feledékenyebb lesz, ugyanakkor nem képes új dolgok elsajátítására, leépül a gondolkodása. Bizonyos idegek sorvadása miatt idegbénulás következik be. De nemcsak a központi idegrendszer károsodik, hanem az idegszálak is. Ez egy korai szövődmény, és az alkoholisták mintegy 20-40%-ánál fennáll az úgynevezett polineuropáthia. Ennek egyik ismerős tünete, hogy éjszaka nyugalmi állapotban szimmetrikusan mindkét lábban zsibbadtság, égő, fájó, nyugtalan érzés jelentkezik. Ezek az idő előrehaladtával akár izomsorvadáshoz, a járás megnehezüléséhez vezetnek. A kisagy, amely a finom mozgásainkat ellenőrzi, ugyancsak károsodik. Ennek egyik nyilvánvaló jele a széles alapú járás, mert egyensúlyzavar áll be; ugyanakkor izomrángások is előfordulnak, például oldalra-nézéskor a szemgolyó elkezd ugrálni; az illető csukott szemmel nem tudja a két ujját összeérinteni, vagy megérinteni az orrát az ujjával. Súlyos depresszió, kényszerképzetek fenyegetik a betegeket, és magas az öngyilkosok száma közöttük. Dr. Szabó Mónika
