Faculty of Physics University of Warsaw > Events > Seminars > Biophysics Seminar

Biophysics Seminar

2006/2007 | 2007/2008 | 2008/2009 | 2009/2010 | 2010/2011 | 2011/2012 | 2012/2013 | 2013/2014 | 2014/2015 | 2015/2016 | 2016/2017 | 2017/2018 | 2018/2019 | 2019/2020 | 2021/2022 | 2022/2023 | 2023/2024 | 2024/2025

RSS

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Radosław Kotuniak (IFD UW)

Badania oddziaływań jonów cynku z końcowymi fragmentami domen białka z rodziny CDF

The interactions of zinc ions with terminal domains of a protein from CDF family

Do rodziny CDF (Cation Diffusion Facilitator) należy specyficzne białko ZnT8, którego podstawową funkcją jest przenoszenie jonów cynku z cytoplazmy do granuli zawierających insulinę w komórkach beta trzustki. Ponadto ostatnie badania (Jason Flannick et al. 2014) wskazują, że mutacja w tym białku jest związana z obniżeniem ryzyka zachorowania na cukrzycę typu II. Z tego powodu dokładne badania nad mechanizmem działania transportera może pomóc w poznaniu molekularnych podstaw choroby. W pracy badano możliwość wiązania cynku do syntetycznych peptydów będących fragmentami końcowych domen białka ZnT8.

Zinc transporter ZnT8 belongs to the Cation Diffusion Facilitator (CDF) family and plays an important role in zinc efflux from cytosol to the insulin granules in pancreas beta cells. Recent researches (Jason Flannick et al. 2014) show that a mutation in this protein is associated with type II diabetes risk. Therefore, studying mechanism of this transporter may be helpful in understanding the molecular mechanism of this disease. Potential binding of zinc to synthetic peptides carrying the sequence of the terminal domains of ZnT8 was investigated.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:30

Joanna Materska (IFD UW)

Badanie in silico zjawiska odszczepienia protonu we wzbudzonej cząsteczce tyrozyny z wykorzystaniem półempirycznych metod kwantowej optymalizacji geometrii

In silico investigation of proton dissociation in the excited state of tyrosine with the use of semiempirical quantum methods for geometry optimisation

W enzymach, w których tyrozyna współodpowiada za poprawne funkcjonowanie miejsca aktywnego, oddysocjowanie jonu wodorowego od jej grupy hydroksylowej może skutkować upośledzeniem funkcjonowania białka. Do układów, w których takie zjawisko prawdopodobnie ma miejsce, zaliczają się niektóre mutanty fosforylazy nukleozydów purynowych (PNP). Inaczej niż w białku typu dzikiego, w ich przypadku nie obserwuje się procesu FRET pomiędzy PNP a formycyną A. Wykorzystując kwantowe metody półempiryczne do określenia optymalnej geometrii tyrozyny można podjąć próbę sprawdzenia, czy transfer protonu do środowiska istotnie ma miejsce. Wykonane do tej chwili badania in silico prowadzone na modelach tyrozyny i jonu tyrozynowego wskazują, że ów proces rzeczywiście zachodzi.

In the enzymes containing an active-site-related tyrosine, dissociation of the hydrogen ion from the hydroxyl group of this amino acid may disable the protein function. Among the systems identified as likely to undergo such a process one can name some of the mutants of purine nucleoside phosphorylase. In contrast to the wild type protein, no FRET is observed between mutated PNP and formycin A. Using semiempirical quantum methods for computational identification of the tyrosine optimal geometry one can attempt to confirm the presence of the proton transfer. The in silico research conducted so far for tyrosine and its ion suggests that the process does take place.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Marek Warzecha (IFD UW)

Wyznaczanie odległości między białkiem (enzymem) i ligandem (inhibitorem) na podstawie rezonansowego transferu energii wzbudzenia fluorescencji (FRET)

Determining distances between pa rotein (enzyme) and a ligand (inhibitor) using Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)

Fosforylazy nukleozydów purynowych (PNP) są to białka, które katalizują odwracalną reakcję rozszczepienia wiązania glikozydowego nukleozydów purynowych w obecności nieorganicznego fosforanu. Jego widmo emisji (~305 nm) nakrywa się częściowo z widmem absorpcji formycyny A (FA), fluoryzującym analogiem adenozyny. Dotychczasowe badania sugerują, że najbardziej prawdopodobnym donorem jest Tyr160 będąca również zaangażowana w oddziaływanie stackingowe z FA. Mutant Tyr160Phe potencjalnie zachowuje tę ostatnią właściwość, jednocześnie umożliwiając pozostałym resztom tyrozynowym znajdującym się w odległości 12 - 24 Å od części zasadowej FA, na bezpromieniste przekazanie energii wzbudzenia.

Purine nucleoside phosphorylase (PNP) is a protein that catalyzes the reversible cleavage of the glycosidic of purine ribonucleosides in the presence of inorganic orthophosphate (Pi) as a second substrate. Its fluorescence emission spectrum (~305nm) overlap the absorption spectrum of the Formycin A (FA), close structural fluorescent analogue of adenosine. Previous studies suggest that the phenol ring of Tyr160 is the most probable energy donor, which is also involved in the stacking interactions with the base moiety of FA. In this latter case, Tyr160Phe mutant potentially retains the latter property and there are also several Tyr residues in the range of 12 - 24 Å; from the ligand base moiety, which can be considered as potential energy donors.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:30

Paulina Wysmołek (IFD UW)

Synteza i właściwości analogów końca 5' mRNA jako sond do badań opartych na spektroskopii EPR

Synthesis and properties of mRNA cap analogs designed for ESR experiments

Przeprowadzono badania potencjału spinowo znakowanych analogów końca 5'mRNA jako sond EPR do monitorowania reakcji enzymatycznych i procesu tworzenia kompleksu z białkami. Spektroskopia EPR stanowi alternatywną do spektroskopii UV-VIS metodę monitorowania takich procesów. Dla dwóch analogów końca 5'mRNA pojedynczo lub podwójnie znakowanych spinowo rodnikiem TEMPO przeprowadzono reakcję enzymatyczną z DcpS oraz zbadano tworzenie ich kompleksów z czynnikiem translacyjnym eIF4E.

The potential of mRNA cap analogues spin-labelled with one or two TEMPO radicals as EPR-based probes to monitor enzymatic activity and binding to specific proteins was investigated. ESR spectroscopy emerges as an alternative method to UV-VIS spectroscopy to moniotor such processes. Both compounds were applied to study their enzymatic hydrolysis by DcpS and binding to eIF4E.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:30

Łukasz Mancewicz (IFD UW)

Monitorowanie aktywności enzymatycznej białka Nudt16 względem analogu kapu ze znacznikiem fluorescencyjnym na czytniku mikropłytek

Monitoring the enzymatic activity of Nudt16 protein using the cap analogue with anthraniloyl label and a microplate reader

Białko Nudt16 jest jednym z enzymów hydrolizujących strukturę kapu na 5' końcu mRNA. Dodatkowo Nudt16 hydrolizuje dinukleotydowe analogi kapu, podobnie jak enzym DcpS. W przedstawionej prezentacji omówione zostanie wykorzystanie dinukleotydowego analogu kapu ze znacznikiem antranilowym do monitorowania postępu reakcji hydrolizy przez Nudt16, w wybranych warunkach buforowych, przy użyciu czytnika mikropłytek z opcją pomiaru fluorescencji.

Nudt16 protein is one of the enzymes hydrolyzing 5'end mRNA cap structure. Additionally, Nudt16 hydrolyzes dinucleotide analogues of the cap structure similarly to DcpS enzyme. Here, in order to monitor the progress of the cap hydrolysis reaction by Nudt16 at different buffer conditions, the dinucleotide cap analogue with anthraniloyl label and microplate reader with an option of fluorescence measurement were used. Preliminary data will be presented.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Jakub Dąbrowski (IFD UW)

Badania analogów Ap4A jako potencjalnych inhibitorów enzymu Fhit

Exploration of Ap4A analogues, as potential inhibitors for Fhit enzyme

Fhit jest małym, homodimerycznym białkiem zidentyfikowanym, jako hydrolaza Ap3A. Jednak to nie właściwości enzymatyczne budzą największe zainteresowanie naukowców, a zaangażowanie Fhit w procesy związane z apoptozą komórek. Podczas seminarium zostaną przybliżone hipotezy dotyczące działania białka Fhit oraz wyniki badań własnych, otrzymane w trakcie pracowni magisterskiej.

Fhit is a small, homodimeric protein identified, as a Ap3A-hydrolase. However, enzymatic activity is not, what scientists find the most interesting, rather it's involvement in processes leading to cellular death by apoptosis. During the seminar a hypothesis about influence of Fhit on the cell cycle will be presented, as well as the own results.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Joanna Miszkiewicz (IFD UW)

Analiza długości ogona poli-adeninowego końca 3’ transkryptów mRNA metodą „G-tailing”

Analysis of the poly-A tail length of the 3' ends of mRNA transcripts using G-tailing method

Eukariotyczne mRNA posiadają na 3’końcu cząsteczki dodawany post-transkrypcyjnie tzw. ogon poliadeninowy (sekwencję kilkudziesięciu do kilkuset nukleotydów adeninowych). Skracanie ogona poli-A zapoczątkowuje enzymatyczną degradację mRNA. Stabilizacja ogona poli-A (np. poprzez wykorzystanie modyfikowanych analogów ATP) ma na celu otrzymanie mRNA o zwiększonej odporności, i w konsekwencji wydłużonym czasie trwania w komórkach. W przedstawionej prezentacji omówiona zostanie metoda analizy długości ogona poli-A oparta na specyficznym dobudowywaniu sekwencji poli-G do badanych transkryptów i RT-PCR oraz jej wykorzystanie do badania poliadeninowanych in vitro transkryptów mRNA lucyferazy.

Eucaryotic mRNAs posses post-transcriptionally added polyadenine tail on the 3' end of the particle (a sequence in range from tens to hundreds of adenine nucleotides). The shortening of the poly-A tail initiates the enzymatic degradation of mRNA. The stabilization of the poly-A tail (e.g. with modified analogs of ATP) aims at obtaining mRNA with increased resistance and, in consequence, with a prolonged life-time within the cells. In the presented work, the method of analysis of the poly-A tail length based on the addition of the specific poly-G sequence to tested transcripts and RT-PCR will be described, and its use in studies of polyadenylated in vitro luciferase mRNA transcripts will be discussed.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Martyna Lachowska (IFD UW)

Przyżyciowe obrazowanie guzów mózgu z wykorzystaniem fluorescencji i bioluminescencji

In vivo brain tumors imaging with the use of fluorescence and bioluminescence

Glejaki to najbardziej złośliwe guzy mózgu u dorosłych, a średnia przeżywalność pacjentów wynosi około 12-15 miesięcy od momentu diagnozy. Szeroko stosowanym modelem zwierzęcym tego nowotworu są komórki szczurzego glejaka linii C6 zaimplantowane do mózgu immunokompetentnego szczura. Do oszacowania wzrostu guza in vivo używa się badań histopatologicznych oraz cytometrii przepływowej, jednak techniki te mają istotne wady: są czasochłonne i wymagają dużej liczby zwierząt. Potrzebna jest zatem szybsza i skuteczniejsza metoda obrazowania guzów in vivo. W przedstawionej pracy do obrazowania glejaków wykorzystano fluorescencję i bioluminescencję. W przypadku fluorescencji użyto barwników z zakresu dalekiej czerwieni i bliskiej podczerwieni, natomiast do obrazowania z wykorzystaniem bioluminescencji stworzono linię szczurzego glejaka ze stałą ekspresją lucyferazy firefly. Wyniki pokazują, iż zarówno bioluminescencja, jak i fluorescencja mogą być z powodzeniem wykorzystane do przyżyciowego obrazowania guzów mózgu w modelu zwierzęcym. W przypadku fluorescencji powodzenie metody zależy jednak od położenia guza oraz właściwości fluorescencyjnych barwnika.

Glioblastomas are the most malignant of brain tumor in adults, with an average patient survival time of 12-15 months after diagnosis. A rat C6 glioma cells implanted into the brain of an immunocompetent rat is a widely accepted animal model. Histopathology and flow cytometry have been used to assess experimental tumor growth in vivo, however these techniques have some disadvantages, are time-consuming and require a high number of animals. There is an urgent need to develop a fast and reliable in vivo imaging method. In this study the fluorescence and bioluminescence imaging was used. For fluorescence imaging, far-red and infra-red probes were used, whereas for bioluminescence approach the rat C6 glioma cells with stable expression of firefly luciferase were generated. The results show that both bioluminescence and fluorescence might be successfully used for in vivo imaging of experimental tumors. In case of fluorescence, however, the results strongly depend on tumor location and fluorescence properties of the dye.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Maciej Majewski (IFD UW)

Nanocząstki złota udekorowane nukleotydami i peptydami - nowe bioczujniki molekularne wrażliwe na eIF4E

Gold nanoparticles decorated with nucleotides and peptides - novel biosensors for eIF4E

Eukariotyczny czynnik inicjujący translacje 4E (eIF4E) jest białkiem zaangażowanym w proces ekspresji genów. Jego zwiększone stężenie wykrywalne jest w komórkach nowotworowych, co czyni z niego marker chorób nowotworowych. Praca licencjacka dotyczyła konstrukcji bioczujnika opartego na nanocząstkach złota udekorowanych analogami kapu. W obecności eIF4E stworzona sonda nie powoduje pożądanego efektu, czyli kontrolowanej agregacji próbki. Seminarium dotyczy pracy magisterskiej: rozwiązania tego problemu za pomocą nanocząstek złota modyfikowanych peptydami.

Eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E) is a protein that takes part in the gene expression. Its elevated level is detected in many cancerous cells, making it a cancer marker. The previous research concerned the design and construction of a gold nanoparticle (AuNP) based biosensor, using cap analogues as a shell. In the presence of eIF4E the desired effect, i. e. controlled aggregation of the sample was not observed. During the seminar the project will be presented, to find a solution to that problem by introducing peptide-covered AuNPs.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Łukasz Mioduszewski (IFD UW)

Modelowanie elastycznych właściwości glutenu przy użyciu modeli gruboziarnistych

Coarse-grained modeling of elastic properties of gluten

Prezentacja obejmuje przedstawienie problemów przy tworzeniu modeli wielu oddziałujących łańcuchów białkowych. Celem takich modeli, które zostaną omówione, jest odtworzenie własności lepkosprężystych glutenu. Analiza dotyczy bardzo uproszczonego modelu jednego i wielu polimerów, poddanych działaniu sił ściskających i rozciągających.

The presentation concerns the problems with constructing models of many interacting protein chains. The discussed models aim at recreating viscoelastic properties of gluten. Analysis of a very simplified model of one and many polymers under pulling and compressing forces will be shown.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Anna Borodziuk (IFD UW)

Nanocząstki NaYF4 domieszkowane jonami ziem rzadkich w terapii fotodynamicznej

Lanthanide-doped upconversion NaYF4 nanoparticles for photodynamic therapy

Zjawisko up-konwersji może być z powodzeniem wykorzystywane w fotodynamicznej terapii przeciwnowotworowej. Stosowanie tej metody wymaga zsyntetyzowania nanocząstek NaYF4:2%Er, 20% Yb z przyłączonymi kowalencyjnie fotouczulaczami. Terapia polega na pobudzeniu nanocząstek laserem podczerwonym. Powoduje to emisję światła, które zostaje na drodze fluorescencyjnego rezonansowego transferu energii (FRET) zaabsorbowane przez fotoczulacze. Wzbudzone barwniki powodują powstawanie reaktywnych form tlenu, co w konsekwencji prowadzi do degradacji komórek nowotworowych.

A phenomenon of up-conversion might be applied in anti-cancer photodynamic therapy (PDT). This kind of therapy requires synthesis of upconverting nanoparticles (UCNPs) containing photosensitizers (PS). In this method, NaYF4:2%Er,20% Yb is irradiated with a near infrared laser. A visible light, emitted from the nanoparticles, is absorbed by the PS via Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET). The excited organic dyes generate reactive oxygen species (ROS) capable to cause cellular damage either through necrosis or apoptosis.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:30

Natalia Kot (IFD UW)

Kinazy w terapii nowotworów

Kinases in cancer therapy

Prezentacja dotyczy inhibitorów kinaz białkowych obecnie stosowanych w leczeniu nowotworów. Omówione zostaną funkcje kinaz nadeksprymowanych w komórkach nowotworowych i skutki ich blokowania. Pokazane będą struktury kinaz z przyłączonymi lekami oraz próba odpowiedzi na pytanie, czy widząc strukturę kinazy można wymyśleć dla niej inhibitor bez użycia programu do dokowania.

Presentation will be about inhibitors of protein kinases curently used to treat cancer. The functions of the kinases overexpressed in cancer cells will be discussed as well as the results of blocking their active site. The structures of the kinases will be shown with the associated drugs A possible answer to the question will be discussed: can one look at a kinase and come up with a good inhibitor for it without using any docking program.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

Anna Szymaniec (IFD UW)

Wpływ inkorporacji peptydu fuzyjnego wirusa grypy na organizację lipidów w błonie

Influenza fusion peptide influences membrane lipid organization

Peptyd fuzyjny wirusa grypy jest N-końcową częścią podjednostki hemaglutyniny (HA2). Uczestniczy on w fuzji błon: wirusowej oraz komórkowej po wniknięciu wirusa wewnątrz endosomu do komórki gospodarza. Badania nad mechanizmem molekularnym fuzji błonowej wciąż trwają, ale były w większości prowadzone na arbitralnie wybranym 20 aminokwasowym peptydzie. Okazuje się, że peptyd dłuższy o 3 aminokwasy Trp21-Tyr22-Gly23 wykazuje właściwości odmienne od krótszego peptydu, zaburzające porządek lipidów w błonie. Badania prowadzono na sztucznych systemach błonowych, liposomach GUV, przy pomocy technik mikroskopii fluorescencyjnej takich jak FLIM i FCS.

Fusion peptide is an N-terminal part of the hemagglutinin subunit HA2. It mediates the fusion between a virus and a cell membrane after the virus entry into the cell in a virus endosome. Studies on molecular mechanisms of the fusion were carried using an arbitrary chosen 20aa fusion peptide. It turns out that a longer, 23 amino acid, fusion peptide containing well conserved residues Trp21-Tyr22-Gly23 exhibits different features that influence the lipid order in the membrane. Studies were carried out with model membrane systems, GUV liposomes, using fluorescence microscopy techniques, such as FLIM and FCS.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

Anita Dudek (IFD UW)

Dokładność metody Poissona-Boltzmanna w obliczeniach energii swobodnej hydratacji białek

The accuracy of the Poisson-Boltzmann method in calculations of protein hydration free energy

Białka odgrywają rolę zasadniczo we wszystkich procesach biologicznych. Poznanie struktury i funkcjonowania tych makromolekuł wymaga uwzględniania gęstego środowiska wodnego, w którym się znajdują. Rola efektów hydratacyjnych białek może być analizowana poprzez obliczenia energii swobodnej hydratacji. Zaprezentowane zostaną wyniki precyzyjnych obliczeń energii swobodnej hydratacji białek metodą explicit i implicit solvent. Omówiona zostanie dokładność stosowanej metody PBSA (Poisson-Boltzmann Surface Area) oraz problem doboru optymalnych parametrów: stałej dielektrycznej białka oraz napięcia powierzchniowego.

Proteins play crucial role in virtually all biological processes. Although our attention usually focuses just on the details of protein molecular structures, we should not forget that they naturally function in a dense aqueous environment. In theoretical approaches, the role of water can be investigated by calculations of hydration free energy. In order to quantify such solvent effects we have developed a protocol allowing for precise calculations of protein hydration free energy with explicit and implicit solvent model. The comparison of the results with estimates obtained with Poisson-Boltzmann method allows the assessment of the accuracy of this most widely used implicit solvent model and shed light on a problem with two important parameters: protein dielectric constant and surface tension.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

Sylwia Bednarek (IFD UW)

Charakteryzacja analogów kapu i transkryptów mRNA modyfikowanych w mostku trifosforanowym i zawierających biotynę w rybozie 7-metyloguanozyny

Investigation of biochemical properties of a series of cap analogues and mRNA transcripts bearing modifications in the triphosphate bridge and labelled with biotin at the ribose of 7-methylguanosine

Charakterystyczna struktura końca 5’ eukariotycznego mRNA (kap) pełni szereg istotnych funkcji w procesach ekspresji informacji genetycznej, m. in. inicjacji translacji, dojrzewaniu RNA, transporcie wewnątrzkomórkowym czy degradacji RNA. W celu badania tych procesów zaprojektowano oraz otrzymano szereg dinukleotydowych analogów struktury kapu zawierających znacznik powinowactwa (biotynę) na rybozie 7-metyloguanozyny oraz modyfikowanych w mostku trifosforanowym bioizosterami tlenu w sposób obniżający ich podatność na degradację enzymatyczną. W ramach seminarium przedstawione zostaną właściwości biochemiczne tych związków, oraz eksperymenty mające na celu weryfikację ich przydatności jako reagentów do modyfikacji końca 5’ mRNA.

Characteristic of eukaryotic cellular mRNA is the presence of the 5’-terminal cap structure, which facilitates interactions between mRNA and a number of biomolecules taking part in its processing. A set of cap-derived, site-specifically biotinylated molecular tools were synthesized; designed to retain natural activity, confer enhanced stability and possess a wide applicability in a range of methods for further investigations of gene expression. The seminar will focus on a variety of experiments conducted in order to establish binding affinities to eIF4E, in vitro co-transcriptional capping efficiencies, translational efficiencies, and other vital properties of those compounds.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

mgr Marcin Sobieraj (IFD UW)

Nowe rozwiązania w dziedzinie narzędzi przeznaczonych do modelowania molekularnego na przykładzie OpenMM

New developments in the field of molecular modeling tools, for example toolkits OpenMM

Na przestrzeni ostatnich lat wyklarowało się nowe podejście w dziedzinie narzędzi przeznaczonych do modelowania molekularnego. Dotychczasowo narzędzia te stanowiły samodzielne aplikacje posiadające własne zestawy komend do przeprowadzania obliczeń dla układów molekularnych. Komunikacja pomiędzy programami zawierającymi różne uzupełniające się narzędzia była utrudniona, a wprowadzenie do nich nowych metod i/lub funkcjonalności wymagało bardzo dużych nakładów pracy. W nowym podejściu aplikacje zostały zastąpione zbiorem bibliotek napisanych w języku programowania Python, dzięki czemu komendy przeznaczone do wykonywania obliczeń molekularnych mogą być wywoływane z dowolnego, zintegrowanego środowiska programistycznego (IDE) obsługującego Pythona. Pozwala to w prosty sposób łączyć różnego typu narzędzia do modelowania molekularnego w jedno spójne zintegrowane środowisko o niespotykanej dotąd elastyczności. Ponadto, uzupełnianie dostępnych już narzędzi (w postaci gotowych bibliotek) o nowe opracowywane we własnym zespole modele/metody jest bardzo łatwe. Na seminarium zostanie przedstawione powyższe podejście w oparciu o zbiór bibliotek OpenMM oraz IDE Canopy.

In recent years a new approach in the field of tools for molecular modeling have appeared. Until now, these tools were alone applications with their own sets of commands to perform calculations for molecular systems. Communication between the programs containing different complementary tools was difficult and introducing new methods/functionalities to them required a very large amount of work. In the new approach the applications have been replaced by a set of libraries written in the Python programming language, which enabled to execute commands for molecular calculations within any integrated development environment (IDE) that supports Python. This made it possible to easily combine different types of molecular modeling tools in a single integratedenvironment with unprecedented flexibility. In addition, the supplement of already available tools (in the form of ready libraries) with the new tools developed by the research groups is very easy. At the seminar, the new approach based on a set of OpenMM's libraries and IDE Canopy will be presented.

room nr 3091 ICM, wejście od strony Zakładu Biofizyki, al. Żwirki i Wigury 93 at 14:00

mgr Renata Kasprzyk (IFD UW)

Zastosowania osiągnięć nanotechnologii w kontekście biologicznym

Applications of nanotechnology achievements in biological sciences

Nanotechnologia jest obecnie bardzo szybko rozwijającą się dziedziną nauki. Powstające nowe materiały posiadają interesujące właściwości, które mogą znaleźć zastosowanie w naukach biologicznych oraz medycynie, gdzie wykorzystywane są jako podłoża do sond molekularnych, czy też nośniki leków. W trakcie seminarium zostaną przedstawione przykłady zastosowań nanomateriałów do badań w układach biologicznych, w szczególności pochodnych grafenu oraz nanocząstek metali,. Prezentacja będzie się skupiać na przykładach bioczujników oraz wykorzystaniu powierzchniowo wzmocnionych technik spektroskopowych. Zostaną omówione także główne założenia doktoratu oraz początkowe wyniki.

Nowadays, nanotechnology is a very fast developing field in science. New nanomaterials of interesting properties can be applied in biological sciences or in medicine, where they can be used as basis of molecular probes or drug carriers. During the seminar, examples of nanomaterial applications for studies on biological systems will be presented, especially those of graphene analogues and metal nanoparticles,. The presentation will be focused on biosensors and applications of surface enhanced spectroscopic techniques. Furthermore, main aims of the PhD thesis and of some preliminary results will be discussed.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

mgr Marek Baranowski (IFD UW)

Spektroskopia NMR optymalizowana pod kątem pomiarów relaksacji poprzecznej (TROSY NMR) w badaniu ruchów homodimerycznego białka drożdżowego Dcs1p

Transverse relaxation optimized spectroscopy (TROSY NMR) as a technique to probe motions of homodimeric yeast Dcs1p protein

W porównaniu z krystalografią, spektroskopia NMR w roztworze jest zazwyczaj ograniczona do badania względnie małych białek. Technika metyl-TROSY NMR jest idealnie przystosowana do badania ruchów kompleksów białek oraz znajduje zastosowanie w badaniu większych, bardziej złożonych kompleksów. W jednej z niedawno opublikowanych prac doniesiono, że technika metyl-TROSY NMR znalazła zastosowanie w badaniu ruchów drożdżowego enzymu dekapującego (Dcs1p) [1]. Dzięki badaniom NMR, w pracy pokazano, że powiązane ze sobą ruchy otwierania i zamykania miejsc aktywnych białka mogą być o rząd wielkości szybsze niż szybkość przekształcania substratu w produkt. Podczas wystąpienia przedstawiona zostanie idea techniki metyl-TROSY NMR oraz jej zastosowanie do badania enzymu Dcs1p. 1 „An excess of catalytically required motions inhibits the scavenger decapping enzyme” Nature Chemical Biology 11, 697–704 (2015).

Compared to X-ray crystallography, solution NMR spectroscopy is usually limited to the study of relatively small proteins. Methyl-TROSY NMR techniques are ideally suited to probe motions in protein complexes and are applicable to large and complex systems. In one of recent publications it has been shown that methyl-TROSY NMR spectroscopy is a very good technique to study motions of the yeast scavenger decapping enzyme (Dcs1p) [1]. Based on the NMR studies, it has been shown that the associated opening and closing motions of active sites of the enzyme can be orders of magnitude faster than catalytic turnover rate. During the presentation the basics of TROSY-NMR technique will be introduced, and its application to study Dcs1p enzyme. 1 „An excess of catalytically required motions inhibits the scavenger decapping enzyme” Nature Chemical Biology 11, 697–704 (2015).

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

mgr Anna Nowicka (IFD UW)

Zastosowanie sondy fluorogenicznej do poszukiwania inhibitorów enzymu DcpS

Application of fluorogenic probe for finding DcpS inhibitors

Metody fluorescencyjne są szeroko stosowanie w badaniu oddziaływań białko-ligand. Wybór odpowiedniej techniki do badań jest ukierunkowany właściwościami układu. Jeśli właściwości spektroskopowe układu nie pozwalają na selektywną obserwację procesu wiązania można zastosowań sondy fluorogeniczne. Pod pojęciem sondy kryje się związek chemiczny, który można aktywować specyficznie np. produktem badanej reakcji. Na seminarium zostaną przedstawione wyniki z opracowania nowej metody do poszukiwania inhibitorów enzymu DcpS. Dodatkową zaletą metody jest możliwość zastosowania jej w układzie wysokoprzepustowym.

Fluorescence-based methods are widely used in protein-ligand interaction. The choice of the appropriate technique is dictated by properties of the system. If the spectroscopic properties of the system do not allow selective observation of the binding process we can use fluorogenic probes. Fluorogenic probe is a chemical compound, which can be activated specifically, for example by the product of the investigated reaction. During the seminar, the results of development of new method for searching new inhibitors of DcpS enzyme will be presented. An additional advantage of the method is the ability to apply it in a high-throughput screening.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

mgr Przemysław Wanat (IFD UW)

Sondy molekularne do monitorowania aktywności enzymatycznej

Nucleotide molecular probes for monitoring enzymatic activity

Sondy molekularne to cząsteczki, które imitując substrat enzymu, ulegają reakcji enzymatycznej i wykazują efekt, który może być mierzalny makroskopowo, co pozwala na śledzenie procesów biochemicznych. W trakcie seminarium zostaną omówione przykłady sond opartych na strukturze nukleotydów (sondy wykazujące efekt FRET, efekt ekscymerowy), a następnie przykłady użycia takich związków w eksperymentach biologicznych. Będą omówione eksperymenty w których przy pomocy analogu ATP, wykazującego efekt FRET, zbadano aktywność białka NudT2 - ludzkiego białka, które uważa się za czynnik prognostyczny w nowotworach piersi. Zostanie także zaprezentowany przykład użycia analogu Ap3A w badaniu aktywności białka Fhit - ludzkiego białka supresorowego, którego działanie często jest zaburzone w różnego rodzaju nowotworach.

Molecular probes are compounds exhibiting an effect that can be measured macroscopically while undergoing chemical reactions or binding to another molecule (e.g. protein). During the seminar, it will be presented examples of nucleotide probes (exhibiting FRET effect, excimer effect) and biological experiments will be discussed, in which such probes were used. The speaker will present an experiment, in which an ATP analogue exhibiting FRET effect was used to study the activity of NudT2, a human protein that has been shown to be prognostic factor for breast cancer. He will also present the use of Ap3A analogue for studying activity of human Fhit enzyme, a tumor suppressor which activity is frequently affected in different cancer types.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

mgr Marcin Warmiński (IFD UW)

Chemicznie modyfikowane analogi kapu w kompleksach z czynnikiem inicjującym translację 4E - struktura a aktywność

Chemically modified 5'cap analogues in complexes with eukaryotic translation initiation factor 4E - Structure-activity relationship

W trakcie seminarium zostaną przedstawione dotychczasowe wyniki i płynące z nich wnioski, uzyskane podczas realizacji projektu doktoranckiego. Głównym celem projektu jest określenie zależności pomiędzy strukturą kompleksów chemicznie modyfikowanych analogów kapu z białkami je wiążącymi, a ich właściwościami biologicznymi. W ciągu dwóch lat pracy zostały wyznaczome struktury 20 różnych analogów kapu w kompleksach z czynnikiem inicjującym translację 4E metodą krystalografii rentgenowskiej. Prezentacja ma na celu przybliżenie metodologii badań oraz omówienie uzyskanych wyników i płynących z nich wniosków dotyczących wpływu różnego rodzaju modyfikacji chemicznych na aktywność biologiczną analogów.

In the seminar it will be presented results and conclusions obtained up to date during realization of the doctoral project. The main goal of the project is to establish the structure-activity relationship for a series of chemically modified 5'cap analogs. For two years, the structures of 20 different 5'cap analogues in complexes with eukaryotic translation initiation factor 4E have been solved by X-ray crystallography. The presentation is aimed to outline the methodology and to discuss, the obtained results, and their consequences concerning the impact of chemical modification on the biological activity of the 5'cap analogues.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:15

Dominika Strzelecka (IFD UW)

Zastosowanie DMSO (dimetylosulfotlenku) jako dodatku do fazy mobilnej w badaniu ilościowym białek metodą LC-MS

Application of dimethyl sulfoxide (DMSO) as a mobile phase additive in quantitative proteomics using LC-MS method

Badania jakościowe i ilościowe białek są kluczowe w poznawaniu procesów komórkowych, szlaków sygnałowych, reakcji komórki na niestandardowe warunki zewnętrzne czy poszukiwaniu markerów chorób. Ze względu na swoją czułość i dokładność, techniką, która dominuje podczas analiz proteomicznych jest LC-MS. Istnieje wiele metod analizy ilościowej, a jedną z nich jest tak zwana metoda "top 3 approach (Top3)", którą zostanie przedstawiona na seminarium. Omówione będą korzyści jakie płyną z zastosowania DMSO jako dodatku do fazy ruchomej zarówno podczas badań jakościowych jak i ilościowych.

Qualitative and quantitative proteins analysis is crucial in investigating cell processes, signal pathways, cell response under untypical conditions and research of biomarkers. Mass spectrometry is a technique, which is dominant in proteomic analysis owing to high sensitivity and accuracy. There are many quantitative methods. One of them is "top 3 approach (Top3)", which will be presented on the seminar. Furthermore, it will shown why addition of DMSO to mobile phase is beneficial both in qualitative and quantitative methods.

room nr 3091 ICM, wejście od strony Zakładu Biofizyki, al. Żwirki i Wigury 93 at 14:00

dr Renata Gronczewska (Pall Poland)

Analiza oddziaływań międzycząsteczkowych przy wykorzystaniu interferometrii dwuwarstwowej

Label-free, real-time analysis of biomolecular interaction with BLI (Bio Layer Interferometry)

Firma Pall ForteBio wykorzystała interferometrię dwuwarstwową (BLI) do pomiaru oddziaływań molekularnych w czasie rzeczywistym w celu wykrywania, ilościowego oznaczania oraz analizy kinetycznej makrocząsteczek. Technologia BLI umożliwia pomiar drobnych zmian w liczbie cząsteczek biologicznych związanych do biosensorów "Dip i Read" w czasie rzeczywistym. Nie wymaga stosowania specyficznych odczynników i jakichkolwiek znaczników (label-free). Duża czułość układu sprawia, że ??możliwe jest zidentyfikowanie związków docelowych w szerokim zakresie stężeń, nawet próbkach nieoczyszczonych, takich jak surowica, supernatanty hodowli komórkowej, lizaty komórkowe, które zawierają cząsteczki biologicznie aktywne. Dostępne są różne rodzaje biosensorów, które charakteryzują się wysoką specyficznością dla cząsteczek docelowych. Ponadto istnieje szereg biosensorów, które mogą być modyfikowane przez użytkowników i dopasowane do ich indywidualnych potrzeb.

Pall ForteBio offers a variety of multi-functional instrument platforms based on Bio-Layer Interferometry (BLI), a label-free technology that measures molecular interactions in real time for the purpose of detection, quantitation and kinetic analysis. BLI allows real time detection of tiny changes in the number of biomolecules bound to a "Dip and Read" biosensor. It also reduces the need for assay specific reagents. High system sensitivity makes it possible to identify target compounds over a broad range of concentrations, even from non-processed raw materials which often contain a complex spectrum of biologically active molecules. BLI biosensors are therefore available in different flavors which have very high specificity for target molecules. Furthermore, there is a range of sensors that can be modified by users to correspond with their individual needs.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

dr Piotr Setny (CeNT UW)

Dyskretny model hydratacyjny: od energii swobodnych hydratacji do zlokalizowanych cząsteczek wody

Hydration in discrete water: from bulk free energies to localised water molecules

Zaprezentowana zostanie nowa metoda przeznaczona do modelowania efektów hydratacyjnych w układach biomolekularnych. Jest ona oparta na dyskretnej reprezentacji środowiska wodnego i efektywnych, średniopolowych oddziaływaniach pomiędzy cząsteczkami wody. W odróżnieniu od powszechnie stosowanych uproszczonych modeli środowiska wodnego (metod implicit solvent), metoda nie wymaga wcześniejszego zdefiniowania powierzchni dostępnej dla wody lecz rozkład przetrzenny rozpuszczalnika i towarzysząca mu energia swobodna hydratacji są wynikiem obliczeń. Omówione zostaną wyniki obliczeń energii swobodnych hydratacji dla małych cząsteczek organicznych, jak również możliwość zastosowania metody do przewydywania lokalizacji miejsc hydratacyjnych w strukturach białkowych i energii swobodnych wiązania do nich cząsteczek wody.

A new method for modeling of biomolecular hydration will be presented. It is based on discrete solvent representation and mean field description of solute-water and water-water interactions. While maintaining computational efficiency of typical implicit solvent models, the method does not rely on arbitrary, geometric definition of solvent accessible surface. Instead, solvent distribution and accompanying hydration free energy are the results of the calculations. The results for hydration free energies of small drug-like organic compounds will be discussed, and the possibility will be presented to use the method for predicting the distribution and binding free energies of isolated water molecules, buried within protein structures.

IGF, sala 109, Pasteura 7 at 14:00

mgr Małgorzata Piątkowska (IFD UW)

Czy widmo w podczerwieni antyrównoległych β-kartek w natywnym EGFP jest takie samo jak w białku zagregowanym?

Does aggregated EGFP has different antiparallel β -sheet IR spectrum?

Technika tłumionego całkowitego odbicia (ang. Attenuated Total-internal Reflection – ATR) wykorzystywana w spektroskopii podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR) w ostatnich latach zrewolucjonizowała badania struktur drugorzędowych białek. Korzystając z tej metody zbadano strukturę EGFP biologicznie aktywnego oraz sprawdzono czy i jak zmieni się struktura po inkubacji w temperaturze oraz pH określanych jako denaturujące.

The Attenuated Total-internal Reflection (ATR) technique used in Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy has revolutionized studies of secondary structures of proteins in recent years. Using this method structure of active EGFP was investigated. It was also checked if and how the structure changed after incubation in temperature and pH that caused denaturation.

room nr 3091 ICM, wejście od strony Zakładu Biofizyki, al. Żwirki i Wigury 93 at 14:00

dr Piotr Wardęga (NanoTemper Technologies GmbH, Monachium)

Analiza ilościowa oddziaływań biomolekuł z wykorzystaniem zjawiska termoforezy

Biomolecular interaction analytics using MicroScale Thermophoresis

Termoforeza mikroskalowa (MST) to nowa technologia służąca do pomiaru oddziaływań pomiędzy biomolekułami. Zjawisko to opisuje ukierunkowany ruch cząsteczek w mikroskopowym gradiencie temperatury. Ruch ten jest związany z entropią otoczki hydratacyjnej wokół przemieszczających się cząsteczek. Praktycznie każdy rodzaj cząsteczek i zjawiska biochemicznego jest związany ze zmianą wielkości, ładunku i/lub konformacji oddziałujących cząsteczek, które wpływają na zmianę otoczki hydratacyjnej, a co za tym idzie mogą być mierzone z wykorzystaniem MST.

Microscale Thermophoresis (MST), a new technology for the measurement of biomolecule interactions. The term "Microscale Thermophoresis" refers to the directed movement of molecules in optically generated microscopic temperature gradients. This thermophoretic movement is determined by the entropy of the hydration shell around the molecules. Almost all interactions between molecules and virtually any biochemical process are linked to a change in size, charge and/or conformation of molecules which alter this hydration shell and therefore can be detected and quantified by MST.