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

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Aleksandra Dawidziak (IFD UW)

Badanie fałdowania i agregacji białka EGFP (enhanced green fluorescent protein) w funkcji stężenia chlorowodorku guanidyny metodą szybkości sedymentacji

Study of folding and aggregation of EGFP (enhanced green fluorescent protein) as a function of guanidyne hydrochloride (GdnHCl) concentration in sedimentation velocity experiments

EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein, S65T/F64L) to małe białko globularne złożone z 238 aminokwasów o unikalnych właściwościach emisji w zakresie widzialnym, które pozwalają na użycie molekuły jako markera biologicznego. Aby w pełni wykorzystać możliwości białka, np. do wizualizacji fałdowania innych molekuł, należy poznać wydajność procesu formowania struktury natywnej EGFP i prześledzić konkurencyjny proces agregacji białka. Wykorzystując metodę ultrawirowania analitycznego z wykorzystaniem dwu systemów detekcji, absorpcyjnej i fluorescencyjnej, obserwowano agregację towarzyszącą fałdowaniu EGFP oczyszczonego z ciałek inkluzyjnych w buforze zawierającym 6M chlorowodorek guanidyny. Wykazano, że system detekcji absorpcyjnej znajduje zastosowanie w obserwacji procesu agregacji, natomiast system detekcji fluorescencyjnej jest odpowiedni do badania stabilności prawidłowo zwiniętego monomeru EGFP.

EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein, S65T/F64L) is a small, globular protein of 238 amino acids. The unique properties of EGFP, i. e. emission of visible light, allow to use the molecule as a biological marker. To get out the most of the protein capabillities, e.g. visualisation of the folding, it is necessary to investigate the efficiency of the folding proces and the competitive process of aggregation. By using the analytical ultracentrifugation with two detection systems, absorption and fluorescence, we have observed the aggregation accompanying the folding of EGFP from inclusion bodies in a buffer containing 6M guanidinium hydrochloride. It was shown, that the absorption is proper to follow the aggregation process, while the fluorescence detection system can be used to observe the stability of the folded monomer.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Joanna Stelmach (IFD UW)

Analiza aktywności enzymu Nudt12 względem wybranych dinukleotydów, w tym analogów kapu końca 5’ mRNA

Analysis of Nudt12 enzyme activity towards selected dinucleotides, including mRNA 5’ end cap analogues

Enzym Nudt12, należący do rodziny białek NUDIX, obok opisanej ostatnio aktywności usuwania kapu z końca 5’ mRNA in vitro, posiada również zdolność hydrolizy dinukleotydowych analogów struktury kapu końca 5’ mRNA. Prezentowane wyniki dotyczą analizy specyficzności substratowej ssaczych białek Nudt12 (ludzkiego i mysiego) oraz badania kinetyki reakcji hydrolizy dla wybranych substratów. Badano dinukleotydowe analogi kapu różniące się stopniem metylacji guanozyny, rodzajem drugiego, niemetylowanego nukleotydu oraz długością mostka fosforanowego. Uzyskane wyniki pokazały, że ssaczy Nudt12 jest zdolny do hydrolizy szerokiej gamy dinukleotydów. Dla wybranych analogów wyznaczono podstawowe parametry kinetyczne wykorzystując model kinetyki Michaelisa-Menten.

Nudt12 enzyme, which belongs to the NUDIX protein family, next to the recently described decapping activity of 5' end mRNA in vitro, is also able to hydrolyse dinucleotide cap analogues. Here we present the results of analysis of mammalian (human and murine) Nudt12 enzyme’s substrate specificity and kinetics studies for selected substrates. Dinucleotide analogues of cap structure, which differ in the second nucleobase, number of methyl groups in guanosine and length of the phosphate bridge, were subjects of conducted studies. Obtained results showed that mammalian Nudt12 enzyme is able to hydrolyse a wide range of dinucleotide substrates. For selected analogues, using the Michaelis-Menten model of enzyme kinetics, basic kinetic parameters were determined.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:30

Witold Sznajder (IFD UW)

Izolacja i badanie oddziaływań białek tworzących kompleksy remodelujące chromatynę typu SWI/SNF

Isolation and interactions between proteins which are part of SWI/SNF chromatin-remodeling complex

W roślinach, odpowiedź na stymulację środowiskową zależy od programów transkrypcji genów, które wymagają modyfikacji chromatyny. Znamy dwa typy takich modyfikacji: posttranslacyjne modyfikacje histonów i zależna od ATP reorganizacja DNA histonowego. Ponieważ rodzina kompleksów białkowych SWI/SNF (opisana po raz pierwszy w latach 80-tych) wydaje się odgrywać ważną rolę w rozwoju roślin, w pracy opisano izolację poszczególnych białek, stanowiących składniki kompleksu SWI/SNF i zbadano oddziaływania między nimi.

A response to environmental stimuli in plants depends on changes in the gene transcription programs that require extensive chromatin modifications. Such modifications are basically of two types: posttranslational modifications of histones and ATP-dependant reorganisation of histone-DNA interactions. Since SWI/SNF family ATP-dependent complexes (described for the first time in 1980s) seems to play an important role in plant development, this studies concern isolation of some specific proteins of SWI/SNF complexes and possible interactions between them

room 1.01, Pasteura 5 at 14:00

Marta Pilz (IFD UW)

Zastosowanie spektroskopii korelacji fluorescencji w badaniu dyfuzji w modelach tkankowych 3D

Application of Fluorescence Correlation Spectroscopy to study diffusion in the 3D tissue models

Jednym z etapów transportu leków do nowotworu jest ich dyfuzyjny ruch w przestrzeniach sródmiąższowych do komórek nowotworowych. Czynnikiem determinującym szybkość dyfuzji leku przez tkankę jest jego rozmiar. Wobec tego, w pracy zostały zmierzone współczynniki dyfuzji próbników o różnych promieniach hydrodynamicznych w macierzy zewnątrzkomórkowej sferoidów – modelach beznaczyniowych guzów nowotworowych. W tym celu wykorzystano metodę spektroskopii FCS (fluorescence correlation spectroscopy), pozwaląjacą na określenie penetracji tkanki nowotworowej w sferoidach w zależności od rozmiaru cząsteczki.

One of the stages of drug delivery to the tumor is diffusive motion through the interstitial space to the tumor cells. Size is the factor determining the rate of drug diffusion through the tissue. Therefore in the study, diffusion coefficients of probes of various hydrodynamic radii were measured in the extracellular matrix of spheroids - models of the avascular tumor nodules. Fluorescence correlation spectroscopy (FCS), which allows to assess the cancer tissue penetrartion in spheroids depending on the particle size, was used for this purpose.

room 1.01, Pasteura 5 at 14:30

Michał Sadowski (IFD UW)

Wpływ wariantów strukturalnych na trójwymiarową strukturę genomu ludzkiego

The impact of structural variants on the three-dimensional structure of the human genome

Zależność między konformacją przestrzenną genomu a jego sekwencją – unikalnym dla danej osoby wzorem wariantów strukturalnych, tj. delecji, duplikacji, insercji, inwersji pozostaje nieznana. Stworzona niedawno obliczeniowa metoda 3D-GNOME [1] pozwala na wieloskalowe modelowanie trójwymiarowej struktury chromatyny, sięgając rozdzielczości pojedynczych pętli chromatynowych [2]. Wykorzystano to narzędzie, aby zaproponować pierwszą metodę modelowania powodowanych pojawieniem się wariantów strukturalnych zmian w ułożeniu przestrzennym chromatyny na poziomie domen topologicznych.[1] Szałaj et al., An integrated 3-Dimensional Genome Modeling Engine for data-driven simulation of spatial genome organization, Genome Res. 26, 1697, 2016.[2] Tang et al., CTCF-Mediated Human 3D Genome Architecture Reveals Chromatin Topology for Transcription, Cell 163, 1611, 2015

The relation between three-dimensional conformation of a genome and its unique, individual pattern of structural variants, such as deletions, duplications, insertions, inversions remains a fundamental question. A recently developed computational method 3D-GNOME [1] is able to model three-dimensional structure of chromatin on multiple scales reaching the high resolution scale of individual chromatin loops [2]. The tool was used to propose the first approach to modelling conformational changes induced by structural variants on the level of chromatin topological domains.[1] Szałaj et al., An integrated 3-Dimensional Genome Modeling Engine for data-driven simulation of spatial genome organization, Genome Res.26, 1697, 2016. [2] Tang et al., CTCF-Mediated Human 3D Genome Architecture Reveals Chromatin Topology for Transcription, Cell 163, 1611, 2015

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Marta Jardanowska (IFD UW)

Badanie aktywności sieci wybranych neuronów nicienia C. elegans w procesach oddziaływania organizmu ze środowiskiem

Network activity of selected neurons of C. elegans nematode in the organism - environment interactions

Caenorhabditis elegans jest popularnym organizmem modelowym w zakresie badań embiogenezy, morfogenezy, rozwoju oraz neurobiologii. Dzięki dobrej znajomości budowy nicienia można założyć, że zrozumienie działania jego sieci neuronowych może przynieść rozwiązania wielu interesujących nas obecnie zagadnień związanych z funkcjonowaniem układu nerwowego zwierząt, a także pracą ludzkiego mózgu. Jednocześnie C. elegans jest na tyle prostym organizmem, iż przy obecnym stanie wiedzy, prowadząc na nim badania zarówno doświadczalne jak i obliczeniowe, mamy realną możliwość otrzymania wyników rzetelnych i wiarygodnych. Dotychczas uzyskano obiecujące rezultaty poprzez prowadzenie badań obliczeniowych na wybranych grupach neuronów tego organizmu. Jednym z celów niniejszej pracy jest uwzględnienie neuronów sensorycznych we wcześniej utworzonym modelu. Umożliwi to funkcjonalne połączenie dynamiki sygnału sensorycznego z reakcją behawioralną nicienia.

Caenorhabditis elegans is a popular model organism in research of embryogenesis, morphogenesis, development and neurobiology. Thanks to the good knowledge of the anatomy of the nematode, it can be assumed that the understanding of its neural networks can bring about many solutions to today's issues related to the functioning of the animal nervous system and the workings of the human brain. At the same time C. elegans is a simple organism that in the current state of knowledge, conducting both experimental and computational research, we have a real possibility of obtaining reliable and accurate results. So far, promising results have been achieved by conducting computational research on selected neuronal groups of this organism. One of the objectives of this paper is to take sensory neurons into account in a previously created model. This will allow for a functional combination of sensory signal dynamics with the behavioral response of the nematode.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:30

Joanna Kasztelewicz (IFD UW)

Kinetyczne i stacjonarne badania metodami spektroskopii dichroizmu kołowego zmian chymotrypsyny pod wpływem kwasu dodecylosiarkowego

Kinetic and stationary investigations using circular dichroism spectrometry of conformational changes of chymotrypsin caused by sodium dodecyl sulphate

Spektroskopia dichroizmu kołowego umożliwia charakterystykę zmian drugo- i trzeciorzędowej struktury białek w roztworach pod wpływem różnych czynników. W prezentacji tej omówię zastosowanie kinetycznych i stacjonarnych pomiarów dichroizmu kołowego roztworów α-chymotrypsyny w obecności kwasu dodecylosiarkowego (SDS) w zakresie bliskiego oraz dalekiego ultrafioletu. Eksperymenty zostały przeprowadzone z użyciem 40 µM roztworu białka w 20 mM buforze fosforanowym o pH 6.4, z dodatkiem 5 mM NaCl oraz roztworów SDS w tym samym buforze o stężeniach w zakresie od 20 µM do 20 mM. Obserwowane zmiany w widmach CD wskazują na odpowiednie zmiany w strukturze drugo- lub trzeciorzędowej, a pomiary CD metodami spektroskopii zatrzymanego przepływu, w wybranych długościach fali, pozwalają wyznaczyć stałe szybkości charakteryzujące te zmiany.

Circular dichroism (CD) spectra are highly sensitive to changes of the secondary and tertiary structure of proteins in solutions under influence of different factors. The objective of this presentation is to describe application of stationary and kinetic methods of circular dichroism in the far and near UV to α-chymotrypsin and sodium dodecyl sulphate (SDS). Our experiments were done on 40 µM protein solutions in 20 mM phosphate buffer, pH 6.4, with addition of 5 mM NaCl, and SDS solutions in the same buffer with concentrations ranging from 20 µM to 20 mM. The observed changes in the CD spectra indicate corresponding changes in the secondary or tertiary structure whereas stopped-flow CD measurements at selected wavelengths give insight into rate constants characterizing these changes.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Katarzyna Kantorowska (IFD UW)

Optymalizacja nanocząstek opto-magnetycznych UCNPs&SPIONs/SiO2 o właściwościach up-konwertujących do zastosowań w biologii i medycynie

Optimization of opto-magnetic nanoparticles UCNPs&SPIONs/SiO2 with upconverting properties for applications in biology and medicine

Tematem seminarium jest optymalizacja bifunkcjonalnych nanokonstruktów, składających się z nanocząstek optycznych (UCNPs, upconverting nanoparticles) i magnetycznych (SPIONs, superparamagnetic iron oxide nanoparticles) skapsułkowanych w otoczce SiO2. Zostaną poruszone m. in. zagadnienia up-konwersji i superparamagnetyzmu. Nanokonstrukty mogą mieć zastosowanie w leczeniu nowotworów za pomocą terapii fotodynamicznej i hipertermii.

The subject of the seminar is optimization of bifunctional nanoconstructs consisting of optical nanoparticles UCNPs (upconverting nanoparticles) and magnetic nanoparticles SPIONs, (superparamagnetic iron oxide nanoparticles) encapsulated in SiO2. The issues that will be discussed are upconversion and superparamagnetism. Nanoconstructs can be applied in photodynamic therapy and hyperthermia.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:30

Małgorzata Prus (IFD UW)

Analiza wybranych analogów tojokamycyny jako potencjalnego inhibitora kinazy RIO1

Analysis of selected analogues of toyokamycin as potential inhibitors of RIO1 kinase

Kinazy z rodziny RIO mają istotną rolę w komórce biorąc udział w cyklu komórkowym czy biogenezie rybosomów. Zaburzeniu ich aktywności towarzyszą choroby nowotworowe. Kinazy RIO nalezą do rodziny atypowych enzymów, przez co są atrakcyjnym obiektem badań molekularnych. Celem pracy jest analiza oddziaływań między kinazą RIO1 a analogami tojokamycyny.

Rio kinases family plays an important role in the cell cycle and ribosome biogenesis. Disorders in their activities can cause diseases like cancer. The RIO kinases are a group of atypical kinases, what makes them suitable as a target in molecular medicine. A purpose of the study is to analyse the interactions between RIO1 kinase and toyocamycin analogues.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Zbigniew Młynarski (IFD UW)

Modele gęstości elektronowej przy udokładnianiu małych cząsteczek

Models of electron density in crystallographic refinement for small molecules

Podczas seminarium zostaną omówione modele czynników struktury w krystalografii i ich rola przy udokładnianiu oraz zagadnienia gęstości elektronowych w tych modelach (HAR; Hirschfeld Atom Refinement).

Models of crystallographic structure factors and their role in the refinement will be presented, including the problem of electron densities in these models: Hirschfeld Atom Refinement (HAR).

room B2.38, Pasteura 5 at 14:30

Karolina Nasiłowska (IFD UW)

Badanie specyficzności substratowej enzymu hNudt16 wobec oligonukleotydów zakończonych strukturą kapu

Studies of the hNudt16 substrate specificity towards oligonucleotides bearing various native cap structures

Jednym z białek odpowiedzialnych za hydrolizę kapu na 5’ końcu mRNA jest enzym hNudt16 Białko katalizuje hydrolizę kapu, zarówno jądrowego jak i cytoplazmatycznego mRNA. Aktywność katalityczna enzymu hNudt16 zależy od ewolucyjnie konserwowanego motywu Nudix i jest uwarunkowana obecnością dwuwartościowych jonów metali. Zbadano specyficzność substratową enzymu hNudt16 wobec oligonukleotydów o różnej długości łańcucha, zakończonych różnymi strukturami kapu. Uzyskane wyniki pokazują, że metylacja w pozycji N7 pierścienia guanozyny oraz rodzaj zasady azotowej w pierwszym transkrybowanym nukleozydzie mają istotne znaczenie w przebiegu reakcji hydrolizy katalizowanej przez enzym hNudt16. Zauważono również wpływ długości łańcucha mRNA na efektywność reakcji dekapingu.

hNudt16 protein catalyzes hydrolysis of both nuclear and cytoplasmic mRNA caps. The catalytic activity of hNudt16 depends on a conserved Nudix motif and is influenced by the presence of metal ions. Substrate specificity of hNudt16 was investigated towards oligonucleotides of variable chain lengths, terminated with various cap structures. The data indicate that the type of the nucleobase in the first transcribed nucleoside and the guanine methylation at N7 are crucial for the efficiency of hNudt16 hydrolysis. Moreover, it was observed that the length of the transcript has also some effect on the hNudt16 catalytic activity.

room B2.38, Pasteura 5 at 15:00

Mateusz Majtczak (IFD UW)

Porównanie dokowania "na sztywno" i "giętkiego" małych cząsteczek do ryboprzełącznika TPP

Comparison of rigid and flexible docking of small molecules to the TPP riboswitch

Napisany został skrypt umożliwiający automatyczne dokowanie przy pomocy programu DOCK6. Wykorzystano grupę 1800 ligandów uzyskanych 3 odrębnymi metodami. Tarczami były 2 cząsteczki ryboprzełącznika TPP. Porównano wyniki dokowania "na sztywno" i dokowania "giętkiego".

Automatic docking by DOCK6 program was applied for two TPP riboswitch molecules as a target and a set of almost 1800 ligands, obtained by 3 different procedures. Two modes of the program, "rigid docking" and "flexible docking", were compared by scores.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Angelika Błażejewska (IFD UW)

Badanie i ocena lateralizacji układu ruchu przy wykorzystaniu systemu komputerowego Neuroforma z elementami wirtualnej rzeczywistości

Testing and assessment of lateralization of the locomotor system using the computer system Neuroforma with elements of virtual reality

Lekarze oraz osoby chore od wielu lat borykają się ze skutkami postępujących schorzeń neurodegeneracyjnych. Kluczowa w ich diagnostyce oraz leczeniu stała się stosunkowo nowa dziedzina nauki, jaką jest posturografia. Objawy tych chorób wpływają nie tylko na stabilność postawy człowieka, ale także na jego lateralizację, pełniącą jakże istotną rolę w codziennym życiu każdego z nas. Zastosowanie wirtualnej rzeczywistości w celach medycznych ma obecnie coraz więcej zwolenników zainteresowanych problemem, w jakim stopniu wykorzystująca ją rehabilitacja może potencjalnie poprawić jakość życia chorego i jak te same ćwiczenia działają na układ ruchu osoby zdrowej.

Doctors and their patients have been suffering for many years from the consequences of neurodegenerative disorders. A relatively new field of science, posturography, has become a key in their diagnosis and treatment. Symptoms of those diseases affect not only the stability of the human posture, but also its lateralization, which plays a very important role in everyday life. The use of virtual reality for medical purposes has now more and more supporters -interested in, to what extent using it in rehabilitation can potentially improve the quality of life of a patient, and how the same exercises affect the motion of a healthy person.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Zofia Rudnicka (IFD UW)

Eksploracja baz danych zawierająca informacje o biomarkerach, genotypach i współchorobowościach u pacjentów z niewydolnością nerek

Exploration of databases containing information about biomarkers, genotypes and comorbidity diseases in patients with renal insufficiency

Problemy kliniczne i wyniki terapii często zależą w złożony sposób od wielu współdziałających czynników o różnym charakterze, jak genotyp, fenotyp oraz dane antropometryczne i biomarkery, które wpływają na śmiertelność i powikłania danej jednostki chorobowej. Przykładem tego typu zależności jest niewydolność nerek i związane z nią powikłania. Ze względu na mały wkład pojedynczych czynników do ogółu charakteru objawów klinicznych, pojawia się konieczność analizy współdziałania i roli większych zestawów czynników za pomocą analizy statystycznej i bioinformatycznej.

Clinical problems and results of therapy often depend in a complex manner on many interacting factors of various types, such as genotype, phenotype, anthropometric data and biomarkers, that affect the mortality and complications of the disease unit. An example of this type of dependency is renal failure and related complications. Due to the relatively small contribution of a single factor to the general nature of the clinical symptoms, there is a need to analyze the interactions and the role of major groups of factors using statistical and bioinformatics analysis.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

Piotr Trochimczyk (IFD UW)

Agregacja DNA obserwowana za pomocą spektroskopii korelacji fluorescencji

DNA aggregation monitored by fluorescence correlation spectroscopy

Zjawisko agregacji DNA, pomimo wielu lat badań, wciąż nie zostało do końca wyjaśnione. Ostatnie odkrycie [1] wpływu jonów magnezowych w zatłoczonym środowisku na DNA przybliża nas do poznania zasad jakimi rządzi się agregacja tego biopolimeru. Pomimo wykorzystania jonów dwuwartościowych, które do tej pory były uznawane za zbyt słabe do spowodowania agregacji [2], udało się otrzymać pożądany efekt. Poznanie mechanizmu agregacji DNA jest ważne, ponieważ zjawisko to występuje w żywych komórkach niezależnie od jego długości. Znakomitą metodą do badania agregacji DNA jest FCS (spektroskopia korelacji fluorescencji). Pozwala ona na szybkie sprawdzenie czy agregacja następuje oraz umożliwia kontrolę nad próbką na każdym etapie eksperymentu.[1] Hou S., Trochimczyk P., Sun L., Wisniewska A., Kalwarczyk T., Zhang X., Wielgus- Kutrowska B., Bzowska A., Holyst R. (2016) How can macromolecular crowding inhibit biological reactions? The enhanced formation of DNA nanoparticles, Scientific Reports 6: 22033. doi: 10.1038/srep22033. [2] Flock, S., Labarbe, R., and Houssier, C. (1996) Dielectric constant and ionic strength effects on DNA precipitation, Biophysical Journal 70, 1456.

Despite many years of study, DNA aggregation has not been fully explained yet. Latest discovery [1] of magnesium ions being able to promote creation of aggregates in crowded environment, contrary to previous results [2], can be an example. It is essential to understand how and why DNA aggregates, mostly because this phenomenon occurs in all living cells, no matter how long are the DNA fragments. An excellent method to study formation of DNA aggregates is FCS (fluorescence correlation spectroscopy), which makes it possibile to monitor and control the aggregation process in the sample.[1] Hou S., Trochimczyk P., Sun L., Wisniewska A., Kalwarczyk T., Zhang X., Wielgus- Kutrowska B., Bzowska A., Holyst R. (2016) How can macromolecular crowding inhibit biological reactions? The enhanced formation of DNA nanoparticles, Scientific Reports 6: 22033. doi: 10.1038/srep22033. [2] Flock, S., Labarbe, R., and Houssier, C. (1996) Dielectric constant and ionic strength effects on DNA precipitation, Biophysical Journal 70, 1456.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

mgr Maciej Ciemny (IFD UW)

Dokowanie białko-peptyd z uwzględnieniem dużych zmian konformacyjnych: badanie kompleksu p53-MDM2

Protein-peptide docking with large-scale conformational changes: the p53-MDM2 interaction

Oddziaływania białek z peptydami często wiążą się z dużymi zmianami konformacyjnymi, których badanie stanowi wyzwanie zarówno dla klasycznego modelowania molekularnego jak i dla metod doświadczalnych[1]. Stworzona niedawno metoda CABS-dock [2] służy do komputerowego dokowania peptydów do białek z uwzględnieniem ich giętkości. Metoda jest unikalna ze względu na możliwość modelowania dużych zmian konformacyjnych łańcucha białkowego, które mogą zachodzić podczas wiązania peptydu. Metoda CABS-dock została użyta do badania procesu tworzenia się kompleksu p53-MDM2. Kompleks ten, jako element układu regulującego cykl komórkowy, jest obiecującym kandydatem na cel terapeutyczny leków przeciwnowotworowych. Proces tworzenia się kompleksu p53-MDM2 jest poza zasięgiem standardowych, pełnoatomowych metod modelowania ze względu na towarzyszące mu duże zmiany konformacyjne receptora MDM2 i peptydu p53. Wyniki otrzymane metodą CABS-dock są zgodne z dostępnymi danymi doświadczalnymi oraz wskazują na możliwą rolę nieustrukturyzowanych regionów MDM2 w procesie wiązania p53 [1]. Podczas seminarium zostaną zaprezentowane wyniki dokowania kompleksu p53-MDM2 wraz z krótkim wprowadzeniem do metody CABS-dock. Metoda CABS-dock jest dostępna jako serwer obliczeniowy pod adresem http://biocomp.chem.uw.edu.pl/CABSdock/.1. Ciemny, M. P.; Debinski, A.; Paczkowska, M.; Kolinski, A.; Kurcinski, M.; Kmiecik, S., Protein-peptide molecular docking with large-scale conformational changes: the p53-MDM2 interaction. Sci Rep 2016, 6, 37532.2. Ciemny, M.; Kurcinski, M.; Kozak, K.; Koliński, A.; Kmiecik, S. Highly flexible protein-peptide docking using CABS-dock. In Methods in Molecular Biology; 2017; Vol. 1561, pp 69-94.

Protein-peptide interactions are often associated with large-scale conformational changes that are difficult to study either by classical molecular modelling or by experiment [1]. A recently developed CABS-dock [2], method for flexible protein-peptide docking is unique in the ability to model large-scale rearrangements of a protein chain during docking simulation. The CABS-dock was applied to simulate the formation of the p53-MDM2 complex – an element of the cell cycle regulation system crucial for anti-cancer drug design. The formation of p53-MDM2 complex is beyond the reach of standard all-atom modelling tools because it involves large-scale conformational changes of both the MDM2 receptor and the p53 peptide. The results from CABS-dock simulations matched well the experimental data and provided new insights into the possible role of the disordered MDM2 fragment in p53 bind 1. During the seminar, the obtained results will be presented together with a brief introduction to the CABS-dock methodology. The CABS-dock is freely available as a web server at http://biocomp.chem.uw.edu.pl/CABSdock/.1. Ciemny, M. P.; Debinski, A.; Paczkowska, M.; Kolinski, A.; Kurcinski, M.; Kmiecik, S., Protein-peptide molecular docking with large-scale conformational changes: the p53-MDM2 interaction. Sci Rep 2016, 6, 37532.2. Ciemny, M.; Kurcinski, M.; Kozak, K.; Koliński, A.; Kmiecik, S. Highly flexible protein-peptide docking using CABS-dock. In Methods in Molecular Biology; 2017; Vol. 1561, pp 69-94.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Marta Narczyk (IFD UW)

Badania kooperacji podjednostek PNP z E. coli

Research on subunit cooperativity in E. coli PNP

Fosforylaza Nukleozydów Purynowych(PNP) z E. coli jest jednym z enzymów biorących udział w metabolizmie składników kwasów nukleinowych. Białko jest homoheksamerem i struktury krystalograficzne formy apo pokazują sześć identycznych, ułożonych naprzemianlegle podjednostek, tworzących tak zwany trimer dimerów. Kooperacja pomiędzy podjednostkami dimeru wydaje się oczywista, jako że miejsce aktywne każdej z podjednostek tworzą również dwa aminokwasy drugiej podjednostki tworzącej dimer. Prowadzone przez nas badania sugerują również kooperację wyższego rzędu obejmującą cały heksamer. W czasie seminarium przedstawione zostaną wyniki badań w roztworze oraz strukturalnych mających na celu rozwikłanie mechanizmu kooperacji między podjednostkami.

E. coli Purine Nucleoside Phosphorylase (PNP) is one of the enzymes of the metabolic pathways of nucleic acids components. The protein is a heksamer. In the apo form the crystallographic structure shows six identical subunits in alternating order, creating a so called trimer of dimers. As the active site of a subunit contain also two amino acids of a second subunit of the dimer, the cooperation within a dimer is not of much surprise. But the research conducted in our group suggests also a cooperation of a higher rank, involving the whole heksamer. During the seminar results of experiments in solution and structural studies aiming at understanding the cooperativity mechanism will be presented.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Marek Baranowski (IFD UW)

Oligonukleotydy znakowane fluorem na końcu 5' - synteza i badania biofizyczne metodą 19F NMR

Oligonucleotides labelled at the 5’-end with fluorine – synthesis and biophysical studies by 19F NMR

Monitorowanie hybrydyzacji oligonukleotydów oraz oddziaływań białko-kwas nukleinowy jest niezbędne do prawidłowego zrozumienia funkcji tych biocząsteczek. Podczas prezentacji przedstawione zostaną synteza oraz badania 19F NMR oligonukleotydów wyznakowanych atomem fluoru na końcu 5'. Otrzymanie fluorowanych sond zostało zrealizowane konwencjonalnymi metodami syntezy 5'-fosforylowanych segmentów DNA, które następnie zostały przekształcone w 5'-fluorodifosforany w jednoetapowej reakcji, w której aktywowana podjednostka fluorofosforanu reaguje w obecności MgCl2 jako katalizatora Lewisa. Otrzymane oligonukleotydy zostały scharakteryzowane za pomocą spektroskopii UV-VIS i 19F NMR oraz wykorzystane jako sondy molekularne w badaniach powstawania dupleksów DNA. Wyznakowaną w ten sam sposób sekwencję TBA (ang. thrombin binding aptamer) wykorzystano do badań oddziaływania białko-ligand metodą 19F NMR.

Monitoring oligonucleotide hybridization and protein-nucleic acid interaction is crucial for understanding function and mechanism of action of those biomolecules. During the seminar the synthesis and 19F NMR studies of oligonucleotide probes labelled with fluorine at their 5’ end will be presented. To obtain the probes, 5’-phosphorylated oligonucleotides were synthesized using conventional phosphoramidite method. The 5’-phosphate was then converted into 5’-fluorodiphosphate in a one-step reaction with activated fluorophosphate unit in the presence of MgCl2 as Lewis-acid catalyst. Subsequently, the synthesized compounds were characterized by UV-VIS and 19F NMR spectroscopy. To verify whether the fluoro(di)phosphate oligonucleotide analogs are suitable for 19F NMR studies we monitored duplex formation with complementary oligonucleotides using 19F NMR. Furthermore, fluorine labelled TBA sequence (thrombin binding aptamer) was used in protein-ligand studies using 19F NMR spectroscopy.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

dr Joanna Żuberek (IFD UW)

Obraz zmian konformacyjnych i otoczenia tryptofanów białek z rodziny eIF4E wiążących kap w widmach dichroizmu kołowego w zakresie bliskiego nadfioletu

Tryptophan residues from 5’ mRNA cap binding slot in eIF4E-family members: their contributions to near-UV circular dichroism spectra

Spektroskopia dichroizmu kołowego (CD) od lat stosowana jest do badań struktur białek w roztworze i ich zmian np. wyniku oddziaływania z ligandami. W przypadku gdy powszechnie stosowana spektroskopia CD w zakresie dalekiego nadfioletu daje informację o zawartości struktur drugorzędowych w białku i ich zmianach w wyniku różnych procesów, to o wiele rzadziej wykorzystywana spektroskopia CD w zakresie bliskiego nadfioletu daje informację o strukturze trzeciorzędowej białka. Sygnały w widmie CD rejestrowane w zakresie 250-320 nm pochodzą od przejść elektronowych aminokwasów aromatycznych (Phe, Tyr, Trp), których symetria zostanie zburzona przez oddziaływanie z otoczeniem. Kształt oraz intensywność sygnałów CD jest zatem charakterystyczną i indywidualną cechą białka i zależy między innymi od ilości aminokwasów aromatycznych w białku, ich przestrzennego ułożenia i odległości od sąsiadujących aminokwasów, w szczególności innych aminokwasów aromatycznych i polarnych, czy np. ich uczestnictwa w tworzeniu wiązań wodorowych. Podczas seminarium zostanie zaprezentowane, że ewolucyjne zachowanie w sekwencji białek z rodziny eIF4E 8 tryptofanów w charakterystycznym modzie sekwencji wytyczonym również przez obecność zachowanych fenyloalanin i histydyn, bezpośredni udział trzech tryptofanów w wiązaniu kapu oraz ich specyficzne substytucje u białek eIF4E z Klasy II i III sprawiają że spektroskopia CD w zakresie bliskiego nadfioletu jest użyteczną metodą śledzenia zmian otoczenia tryptofanów u eIF4E i różnic występujących w ich oddziaływaniu z kapem.

For many years, circular dichroism (CD) spectroscopy has been used to study protein structures in solution and their changes upon e.g. ligand binding. The commonly used CD spectroscopy in the far UV range provides information on the secondary structure content of the protein as a result of different processes. However, a much less often used CD spectroscopy in the near UV range provides information on the tertiary structure of a protein. The signals in CD spectra recorded in the range of 250–320 nm result from electron transitions of aromatic amino acid residues, the symmetry of which was disturbed by interaction with the surrounding. The shape and intensity of the CD signals is hence a characteristic and individual feature of the protein and depends, among other factors, on the number of aromatic amino acid residues in the protein, their spatial arrangement, and the distance to the neighboring amino acid residues, in particular to other aromatic and polar amino acid residues or their participation in formation of hydrogen bonds. During the seminar it will be presented that evolutionary conservation of 8 tryptophan residues in a characteristic sequence mode, set also by the presence of conserved phenylalanine and histidine in the sequence of eIF4E family, direct participation of 3 tryptophan residues in the cap binding and their specific substitutions in Class II and III eIF4E proteins, causes that the near-UV CD spectroscopy is a useful method to tract changes around the tryptophan residues in eIF4E, and the changes in their interaction with the cap.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Anna Nowicka (IFD UW)

Metoda polaryzacji fluorescencji w badaniach oddziaływań biomolekularnych

Fluorescence-polarization method to study biomolecular interactions

Metoda polaryzacji fluorescencji jest potężną techniką wykorzystywaną do badania oddziaływań białko-ligand oraz śledzenia reakcji enzymatycznych. Jednym z najważniejszych zastosowań opartych na metodzie polaryzacji fluorescencji jest test kompetycyjny polegający na obserwacji wypierania fluorescencyjnie znakowanej sondy poprzez nieznakowane ligandy. Badania kompetycyjne są również szeroko stosowane przez firmy farmaceutyczne do wysokoprzepustowego poszukiwania ligandów. Podczas seminarium zostaną przedstawione wyniki dotyczące zastosowania metody polaryzacji fluorescencji do charakteryzacji inhibitorów transglutaminazy 2 i inicjacji translacji.

Fluorescence polarization method is a powerful technique to study protein-ligand interactions and enzymatic reactions. One of the most important applications of FP-based assay is the competition assay based on displacement of a fluorescently labeled probe by unlabeled ligands. This type of assay is also widely used in biopharmaceutical industry for high-throughput screening. During my seminar the application of fluorescence polarization method will be presented to evaluate enzymatic inhibitors of transglutaminase 2 and initiation of translation.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Marcin Warmiński (IFD UW)

Reakcje typu "click" i reakcje bioortogonalne w chemii kwasów nukleinowych

"Click chemistry" and bioorthogonal reactions in chemistry nucleic acids

Podczas seminarium zostanie przedstawiona tematyka tzw. chemii "click", w tym reakcji bioortogonalnych, a następnie omówione ich zastosowanie w kontekście badań nad kwasami nukleinowymi oraz nukleotydami. Termin ten określa grupę reakcji chemicznych, które charakteryzują się niezwykle dużą selektywnością, wydajnością i szybkością, a niektóre z nich mogą zachodzić nawet we wnętrzu żywych komórek. Reakcje tego typu umożliwiają selektywne znakowanie lub funkcjonalizację cząsteczek biologicznych, jak również ich wydajne sieciowanie lub koniugację z nanomateriałami. Co ciekawe wiele z tych sztucznych połączeń bardzo dobrze naśladuje naturalne struktury, dzięki czemu otrzymane w ten sposób cząsteczki zachowują aktywność biologiczną. Przegląd literatury zakończy krótkie omówienie dotychczasowych dokonań na polu wykorzystania chemii "click" w syntezie analogów końca 5' RNA.

During the seminar the field of so called "click chemistry" will be outlined, including bioorthogonal reactions, followed by a review of their application in studies on nucleic acids and nucleotides. "Click chemistry" is a group of chemical reactions, which are characterized by very high selectivity, efficiency and rate, and some of them could be carried out even inside a living cell. Such reactions enable selective labeling or functionalization of biomolecules, as well as their efficient cross-linking or conjugation with nanomaterials. Interestingly, many of those artificial linkages mimics the natural structures very well, therefore such synthetic molecules retain the biological activity. The review will be followed by brief description of own achievements in the field of combining the click chemistry with RNA 5' end analogs.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Przemysław Wanat (IFD UW)

Nowe sondy nukleotydowe wykazujące fluorescencję ekscymerową – synteza i właściwości

Novel nucleotide probes exhibiting excimer fluorescence - synthesis and properties

Fluorescencyjne sondy nukleotydowe to związki, które zmieniają swoje właściwości pod wpływem wiązania przez białko lub w czasie reakcji enzymatycznej. Obserwując zmianę widma emisji takiego związku można m.in. śledzić przebieg reakcji enzymatycznych katalizowanych przez pirofosfatazy. Nieprawidłowości w działaniu pirofosfataz prowadzą do rozwoju różnego rodzaju chorób, zatem opracowanie skutecznej metody monitorowania aktywności tych enzymów może być przydatne w poszukiwaniu cząsteczek regulatorowych o potencjale terapeutycznym. Tematem seminarium będą sondy nukleotydowe wykazujące fluorescencję ekscymerową. Zostanie przedstawiona ich synteza, właściwości spektroskopowe oraz przykładowe zastosowania w monitorowaniu reakcji hydrolizy enzymatycznej przebiegających in vitro jak i w komórkach.

Fluorescent nucleotide probes are compounds that change properties upon protein binding or enzymatic transformation. For instance, by observing changes in fluorescence emission, one can monitor progress of enzymatic reactions catalyzed by pyrophosphatases. Dysregulation of pyrophosphatase activity has been linked to disease development. Therefore, efficient methods for monitoring activity of these enzymes would be useful in searching for regulatory molecules of therapeutic potential. The topics of the seminar are nucleotide probes that exhibit excimer fluorescence, their synthesis, spectroscopic properties, and the examples of application in some enzymatic hydrolyses monitoring in vitro and in the living cell.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

prof. Jan Antosiewicz (IFD UW)

Analiza mechanizmu wiązania analogów kapu przez enzym DcpS w świetle badań fluorymetrycznych metodą zatrzymanego przepływu

Deciphering Binding Mechanism of the Human Decapping Scavenger Enzyme Using Stopped-flow Fluorimetry

Decapping scavenger enzyme (DcpS) is required for the removal of the 5'-end m7GpppN cap of mRNAs what is a crucial step in the regulation of mRNA stability and gene expression. These enzymes are homodimers. We investigate binding of substrate and product analogues of the mRNA cap, m7Gp(CH2)ppG and m7GMP, respectively, by human DcpS wild type (DcpS-WT/WT) and its mutant, with one binding site compromised (DcpS-WT/BC), using stopped-flow fluorimetry. Binding process by each active site and for each ligand is composed of formation of an encounter complex followed by conformational transitions. We observe substantial differences between both ligands with respect to the rate constants and details of the mechanism of binding which might be of biological relevance. They will be discussed during the lecture (seminarium będzie wygłoszone po angielsku)

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Dominika Strzelecka (IFD UW)

Tandemowa spektrometria mas – użyteczne narzędzie do analizy jakościowej nukleotydów oraz ich syntetycznych analogów

Tandem mass spectrometry – a useful instrument for qualitative analysis of nucleotides and their synthetic analogs

Syntetyczne analogii nukleotydów oraz kwasów nukleinowych są ważnymi narzędziami do śledzenia procesów biologicznych oraz cząsteczkami o znaczeniu terapeutycznym. Spektrometria mas jest nieocenioną techniką w analizie jakościowej i ilościowej nukleotydów naturalnie występujących w komórkach, ich syntetycznych analogów oraz metabolitów leków pochodzenia nukleotydowego. Dysponując ogromną bazą nukleotydów i ich analogów zawierających różne modyfikacje w obrębie mostka fosforanowego, rybozy oraz zasady wykonaliśmy widma fragmentacyjne ponad 200 nukleotydów i na ich podstawie sformułowano ogólne reguły dotyczące ścieżek fragmentacji tych związków. Badania zostały zebrane w postaci bazy danych, która jest już dostępna on line. Otrzymane wyniki mogą mieć zastosowanie w analizie leków i ich metabolitów, poszukiwaniu dotychczas nieznanych nukleotydów w komórkach jak również w szybkiej identyfikacji produktów syntezy chemicznej.

Synthetic analogs of nucleotides and nucleic acids are useful research tools and an emerging class of modern therapeutics. Mass spectrometry is an invaluable tool in identification and quantification of natural nucleotides, nucleotide-based drugs, and their metabolites. We used our ‘in-house’ collection of nucleotide analogs modified in the phosphate chain, nucleobase, and within ribose moiety to perform a broad study on fragmentation pathways of modified nucleotides. The results of MS/MS were collected in a form of data base which is available in a public domain. The results of the research and the database will be useful to researchers focused on investigation of nucleotide-based drug and prodrug metabolism, discovery of new natural nucleotide modifications in biological samples, as well as chemical syntheses of nucleotide analogs.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Michał Tyras (CeNT UW)

Metody znakowania białek in vivo w identyfikacji oddziaływań białko-białko

In vivo protein labeling for identification of protein-protein interactions

Oddziaływania międzybiałkowe są niezbędne do wszystkich procesów komórkowych. Niemniej identyfikacja i mapowanie takich oddziaływań u partnerów molekularnych jest rzeczą nietrywialną w warunkach fizjologicznych. W ramach prezentacji przedstawione będą metody służące do identyfikacji nawet słabych oddziaływań poprzez znakowanie in vivo. Omówiona zostanie przede wszystkim metoda BioID wykorzystującą ligazę biotyny w kontekście mapowania interaktomubiałek dekapujących.

Protein-protein interactions are involved in all cellular processes. However, identification and mapping of such interactions is complicated for physiologically relevant conditions. In this presentation novel methods for proximity-based protein labeling allowing identification of even weak and transient interactions will be discussed. The focus will be on biotin ligase dependent BioID method and how we can use it to explore decapping enzymes interactome.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Małgorzata Prokopowicz (IFD UW)

Wpływ mutacji reszty Phe159 w PNP E. coli na asocjację z inhibitorem białka dzikiego- formycyną A (FA)

Effects of mutations at the Phe159 residue in E. coli PNP on association with an inhibitor of wild type enzyme- formycin A (FA)

Fenyloalanina 159 w fosforylazie nukleozydów purynowych z E. coli prawdopodobnie pełni istotną rolę w wiązaniu nukleozydu do miejsca aktywnego. Zastąpienie Phe159 przez alaninę (PNPF159A) oraz tyrozynę (PNPF159Y) odpowie na pytanie jak istotna w wiązaniu formycyny A jest reszta aromatyczna w tej pozycji oraz jaki jest wpływ podstawienia dodatkowej grupy hydroksylowej do pierścienia fenylowego. Na seminarium przedstawione będą uzyskane dane doświadczalne porównane z dotychczasową wiedzą.

Phenylalanine 159 in E. coli purine nucleoside is assumed to play an important role in nucleoside binding to the active site. Substitution of Phe159 by alanine (PNPF159A) and tyrosine (PNPF159Y) answer to the question of how important in the nucleoside association is the aromatic residue in this position, and what is the effect of additional hydroxyl group to the phenyl. During the seminar a comparison of the current knowledge with the obtained experimental data will be presented.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:15

mgr Mateusz Dobrowolski (IFD UW)

4E-T - członek rodziny białek wiążących eIF4E, jego rola w sieci białek metabolizmu mRNA

E-T – member of eIF4E binding protein, as hub in a complex network of RNA-binding proteins

Jako pierwszą rolę 4E-T wykazano jego zdolność do wiązania i transportu eIF4E do i z jądra komórkowego. Dalsze badania wykazały, że przez interakcję z innymi partnerami białkowymi bierze udział w wygaszaniu translacji oraz tworzeniu P-bodies. Podczas seminarium zostanie przedstawiona dotychczasowa wiedza zebrana na temat roli 4E-T w tych procesach, a także wyniki własnych badań dotyczące oddziaływania 4E-T z izoformami eIF4E.

At first 4E-T was characterized as nucleocytoplasmic shuttling protein, that binds eIF4E. Further studies shown interactions with other protein partners lead to translational repression and P-body assembly. During seminar the recent evidence about role of 4E-T will be shown as well as results of own experiments refer to 4E-T interaction with eIF4E isoforms.

room 1.03, Pasteura 5 at 14:00

mgr Karolina Stachurska (IFD UW)

Kinetyka tworzenia kompleksów spotkaniowych ksantonu i kwasu 2-naftalenowego. Proces przekazu energii tryplet – tryplet

Kinetics of encounter complex formation of xanthone and naphthalene-2 acid. Triplet - triplet energy transfer

Utworzenie “kompleksu spotkaniowego” między cząsteczkami, stanowi zwykle wstęp do zajścia dalszych procesów. Wielkością charakteryzującą szybkość tworzenia kompleksu jest stała szybkości, o wymiarze iloczynu odwrotności stężenia i odwrotności czasu. Istnieje wiele metod doświadczalnych wyznaczania tych stałych szybkości. Jedną z nich jest nanosekundowa laserowa fotoliza błyskowa. Przedstawione zostaną zastosowanie tej metody w badaniach układu ksanton - kwas naftalenowy-2. Badania doświadczalne polegają na wykorzystaniu zdolności ksantonu do pełnienia roli donora energii wzbudzonego stanu trypletowego oraz zdolności kwasu naftalenowego-2 do pełnienia roli akceptora tej energii (zjawisko TETT, ang. triplet–triplet energy transfer). Wyniki otrzymane z przeprowadzonych eksperymentów zostały zanalizowane numerycznie za pomocą programu DynaFit, który pozwala na określenie stałych szybkości tworzenia kompleksów spotkaniowych oraz określa mechanizmy zachodzących procesów. Prowadzona w tym samym czasie analiza teoretyczna polegała na konstruowaniu modeli cząsteczek i symulacjach metodami dynamiki brownowskiej tworzenia przez nie kompleksów spotkaniowych.

Formation of an encounter complex of a ligand and a receptor usually leads to many biological processes. A quantity that characterizes the rate of formation of the encounter complex is the encounter rate constant (dimension: the product of the reciprocal of the concentration and the reciprocal of the time). There are many methods for the experimental determination of the rate constants. One of them, the nanosecond laser flash photolysis spectrometry, will be presented for xanthone - naphthalene-2 acid system. The experiments consisted in using xanthone ability to act as a donor of the excited triplet state energy and naphthalene-2 acid ability to act as an acceptor of that energy. The effect is called triplet-triplet energy transfer (TTET). The results obtained from the experiments were subjected to numerical analysis by Dynafit program, which allows to determine the rate constant of formation of an encounter complex and to determine mechanisms of the processes. Theoretical analysis of the results consisted in molecular models and Brownian molecular dynamics simulations.