A Cu,Zn-szuperoxid-diszmutáz (Cu,Zn-SOD) enzim és a humán prion protein (Hu-PrPC) két eltérő funkcióban szerepet játszó (metallo)protein, de közös pont, hogy mindkettőben az imidazolnitrogén a horgonydonor, illetve, hogy mindkettő esetén a fémion kötődése Cu(II) formában kedvezményezettebb, ugyanakkor a Cu(II)/Cu(I) átalakulás is igen fontos szerepet játszik/játszhat a működésükben.Doktori munkám során olyan védett multihisztidin peptideket vizsgáltunk, amelyek réz(II)komplexei a Cu,Zn-szuperoxid diszmutáz enzim aktív centrumát modellezik. A munkám további részében a prion betegségekkel összefüggésbe hozható prion fehérje 103-112 fragmensének és mutánsainak Cu(II)-, Ni(II)-komplexeit és oxidációját tanulmányoztuk. Célkitűzésünk volt több hisztidint tartalmazó N- és C-terminálison egyaránt védett peptidek, az Ac-HAAH-NH2, Ac-HAAHVH-NH2, Ac-HAAHGH-NH2, Ac-HGGHGH-NH2, Ac-HGGGHGH-NH2 szintézise és Cu(II), Ni(II)-komplexeinek oldategyensúlyi vizsgálata pH-potenciometriával, UV-látható spektroszkópiával és CD spektroszkópiával. További célunk volt a szintetizált peptidek Cu(II)-komplexei redoxi paramétereinek és SOD aktivitásának meghatározása is. Célunk volt továbbá a hisztidint és metionint is tartalmazó prion fragmens (dMKHM) és a mutánsainak – amelyekben vagy az egyik vagy mindkét metionint alaninra cseréltük – szintézise, oldategyensúlyi és oxidációs vizsgálata. A Cu(II)- és Ni(II)-komplexek stabilitásának, sztöchiometriájának, szerkezetének meghatározására a fentebb említett technikákat alkalmaztuk. Az oxidáció során keletkező termékek azonosítására HPLC-MS, MS/MS módszert használtunk.Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy az általunk vizsgált multihisztidin ligandumok jó szerkezeti és funkcionális modellek kiindulópontjai lehetnek a Cu,Zn-SOD enzimnek. Másfelől a prion modellek oxidációs vizsgálata megfelelő információt nyújthat arról, hogy mi történik az élő szervezetben a prion betegség során. Ez támpontot adhat olyan biológiai kutatásokhoz, amelyek célja a neurodegeneratív betegségek kiváltó okának és lefolyásának felderítése.

The Cu,Zn SOD enzyme and the human prion protein have different function, but the anchoring donor atoms of both metalloproteins are imidazole nitrogens and in both cases the copper ion bindig is more preferable in the Cu(II) ion form. Cu(II)/Cu(I) redox reaction, however, plays a major role in their function as well.During the first part of my Ph.D. work I studied the Cu(II) complexes of various terminally protected multihistidine peptides which mimic the active site of Cu,Zn superoxide dismutase enzyme. In the second part of my work, we investigated the Cu(II) and Ni(II) complexes and oxidation of 103-112 prion protein fragment and its mutants related to prion diseases. Our aim was the synthesis of protected peptides containing several histidyl residues, Ac-HAAH-NH2, Ac-HAAHVH-NH2, Ac-HAAHGH-NH2, Ac-HGGHGH-NH2, Ac-HGGGHGH-NH2 and the solution equilibrium studies of the Cu(II) and Ni(II) complexes of these ligands by potentiometric titration, UV-Vis and CD spectroscopy. Our other aim was the determination of the redox properties and SOD activity of the Cu(II) complexes of the synthesized ligands. Additional aim was the investigation of human prion protein fragment and its mutants. The studied human prion fragment (dMKHM) contains both histidine and methionine residues, while methionine residues are systematically replaced or displaced in the studied mutants (dAKHA, dAKHM, dMKHA, dM1AKHA). The above mentioned techniques were applied to study the stoichiometry, stability and structure of the copper(II) and nickel(II) complexes, while we used HPLC-MS and MS/MS for identifying the products of copper(II) catalyzed oxidation.Summarizing our results we can say that these multihistidine ligands are good starting points for the planning of the Cu(II) complexes such molecules of which can be good structural and functional models of the SOD enzyme. On the other hand the investigation of oxidation of prion models can give good information of prion disease. These can provide valuable information for biological investigations aimed at determining the cause of neurodegenerative diseases.