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

RSS

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Mateusz Dobrowolski, mgr Karolina Franczak (Mabion S.A.)

Czym są leki biopodobne i jak wygląda praca w firmie biofarmaceutycznej

What are biosimilars and what does the work in biopharmaceutical company look like

Czym są leki biopodobne? Czym różni się praca badawcza na Uczelni i w firmie biotechnologicznej? Jakie wyzwania czekają na Ciebie podczas rozwijania leków biopodobnych oraz w procesie ich rejestracji? Jak wygląda praca w systemie jakości (GMP – Good Manufacturing Practice)? Jak może wyglądać ścieżka kariery w firmie biofarmaceutycznej oraz jak zacząć?

What are biosimilar drugs? What is the difference between research work at the University and in biotech company? What challenges await you during the biosimilar drug development and its registration process? What does the work in quality system (GMP – Good Manufacturing Practice) look like? What are the career opportunities and how to start?

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr n.med. Anna Słowikowska i dr hab. inż. Beata Toczyłowska, prof. IBIB PAN (Warszawski Uniwersytet Medyczny i Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN)

Metabolomika jako narzędzie medycyny spersonalizowanej

Metabolomics as a tool of personalized medicine

Wiek XX to wiek wielkich badań klinicznych, Medycyny Opartej na Faktach. Natomiast współczesna medycyna coraz bardziej potrzebuje dodatkowych narzędzi ułatwiających lepsze leczenie konkretnych grup pacjentów. Jednym z takich narzędzi wydaje się być metabolomika.

XX-th century was a time of Evidence Based Medicine but contemporary medicine also needs new tools to implement better treatment for special groups of the patients. One of this tools seems to be metabolomics.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr Radosław Kamiński (Wydział Chemii UW)

Fotokrystalografia wybranych koordynacyjnych kompleksów metali przejściowych

Photocrystallography of selected transition-metal coordination complexes

Kompleksy metali przejściowych wykazują często ciekawe właściwości optyczne, związane występowaniem różnych stanów metastabilnych (generowanych np. za pomocą impulsu światła). Podczas wystąpienia przedstawię możliwości badania indukowanych światłem zmian strukturalnych za pomocą metod krystalograficznych. Pokażę przykłady analiz stanów długo i krótko żyjących zaobserwowanych z zastosowaniem odpowiednio dyfraktometru laboratoryjnego lub źródeł synchrotronowych.

Transition-metal complexes often exhibit interesting optical properties, very much related to the existence of various metastable electronic states (generated with, for example, light pulse). This talk will highlight the possibilities to study light-induced structural changes via crystallographic techniques. Examples shall include both long- and short-lived excited states studied at either home laboratory or synchrotron sources, respectively.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Marcelina Bednarczyk (IFD UW)

Opracowanie wysokoprzepustowej metody opartej na fluorescencyjnej sondzie nukleotydowej do badań inhibitorowych wirusowego enzymu dekapującego D9

Development of activity assay based on fluorescent turn-on probe for investigation of potential inhibitors of viral decapping enzyme D9

Degradacja mRNA jest jednym z mechanizmów regulacji ekspresji genów przez komórki. Sygnałem do jej rozpoczęcia może być proces dekapingu, w trakcie którego usuwana jest unikalna struktura kapu, znajdująca się na 5’ końcu eukariotycznego mRNA – 7-metyloguanozyna, połączona wiązaniem 5’-5’ trifosforanowym z pierwszym transkrybowanym nukleozydem. Niektóre wirusy (np. pokswirusy) posiadają własne enzymy dekapujące, ale ich dokładna rola w infekcji wirusowej nie jest do końca poznana. Jednym z przykładów jest wirus krowianki i jego enzym dekapujący D9. Jest to hydrolaza z rodziny Nudix, która rozpoznaje strukturę m7G w cząsteczce mRNA i przecina wiązanie pirofosforanowe uwalniając m7GDP. W efekcie prowadzi to do degradacji mRNA gospodarza i zahamowania syntezy białek. W trakcie seminarium zaprezentowane zostaną wyniki badań aktywności enzymu D9 oraz badań inhibitorowych przy użyciu rozwiniętej w naszym laboratorium metody opartej na fluorescencji. Jest to wysokoprzepustowa metoda pozwalająca na przetestowanie dużej liczby związków w krótkim czasie w celu znalezienia niskocząsteczkowych, silnych inhibitorów enzymu D9. Otrzymane wyniki pomogą lepiej zrozumieć aktywność tego enzymu, a ponadto już dostarczyły nowych informacji o wpływie modyfikacji cząsteczki wyjściowej na jej siłę oddziaływania z białkiem i posłużą lepszemu projektowaniu nowych potencjalnych inhibitorów.

Messenger RNA degradation is one of the mechanisms that is used by cells to regulate their gene expression and it could be initiated by decapping, the process during which the protective cap structure from the 5' end of target mRNA is removed. The major eukaryotic RNA decay enzyme is Dcp2 and in complex with its activator Dcp1 it is responsible for decapping of full-length mRNAs. Some viral proteins (e.g. from poxviruses) also possess this hydrolytic activity but their role in viral infection has not been completely understood yet. Vaccinia virus decapping enzyme D9 recognizes m7G-cap and cleaves the pyrophosphate bond between α and β phosphates, releasing m7GDP and the 5′-monophosphorylated RNA body. This in turn leads to the mRNA degradation and shutdown of host protein synthesis. To study the activity of D9 and identify some small molecules that could act as potential D9 inhibitors we propose a simple fluorescence-based assay with pyrene-labelled m7G nucleotide as an activity probe. We used this approach to monitor the fluorescence intensity changes upon enzymatic cleavage on a 96-well plate reader in the presence of compounds that can modulate the protein activity of D9 decapping enzyme. The data may significantly advance our understanding of the decapping process during viral infection.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr hab. Piotr Setny (Centrum Nowych Technologii UW)

Efekty hydratacyjne w kinazie PKA

Protein hydraulics: hydration effects in protein kinase A

Prezentacja w języku angielskim. Porównanie struktur krystalicznych podjednostek katalitycznych różnych kinaz białkowych wskazuje na obecność w ich wnętrzach co najmniej kilku związanych cząsteczek wody. Miejsca ich występowania powtarzają się w większym stopniu niż rodzaje reszt aminokwasowych w wielu funkcjonalnie istotnych pozycjach. Pozostaje zagadką, czy cząsteczki takie pełnią jakąkolwiek szczególną rolę i, czy ich usunięcie – powodujące zaburzenie lokalnej sieci oddziaływań w nie mniejszym stopniu niż mutacje reszt aminokwasowych - może wpłynąć na stabilność struktury czy też zaburzyć funkcjonowania podjednostek katalitycznych. W przeciwieństwie do statycznego obrazu jaki prezentują dane krystalograficzne, symulacje dynamiki molekularnej pokazują, że struktura wody w obrębie wewnętrznych miejsc hydratacyjnych jest dynamiczna i zależy od stanu funkcjonalnego podjednostki katalitycznej. W trakcie wykładu omówione zostaną wyniki dotyczące trzech różnych miejsc hydratacyjnych. Ilustrują one różnorodność efektów wynikających z obecności związanych cząsteczek wody i ich zdolności do tworzenia sieci specyficznych wiązań wodorowych, możliwości ekranowania oddziaływań elektrostatycznych, czy też plastyczności tworzonych strukur. Uzyskane rezultaty wskazują, iż dla pełnego zrozumienia funkcji makromolekuł biologicznych takich jak białka niezbędne jest wyjście poza samą budowę aminokwasową i uwzględnienie wszechobecnych cząsteczek wody.

Catalytic subunits of protein kinases share a common fold centred around several conserved, precisely arranged key motifs. Multiple amino acids mutations within such conserved regions have been identified to either abrogate kinase catalytic function or switch it to a permanently active state, in any case leading to severe disorders. Crystal structures representing diverse kinases reveal a number of buried water molecules whose positions are equally well preserved as functionally important amino acids. It is unknown whether they play any important role, and whether their removal – disturbing the local interaction patterns to no smaller degree than amino acid mutations – can affect kinase stability and function. In contrast to static crystallographic structures, our long molecular dynamics simulations reveal that water buried at specific locations within kinase catalytic subunit seems to be more than just a passive bystander. We will show the results concerning three distinct hydration sites that illustrate the diversity of water-mediated effects. From tuneable hydrogen bond bridge, to switchable electrostatic shield, to lubricant facilitating local conformational changes, we show that water molecules actively participate in specific kinase activities such as (de)activation of the catalytic subunit or cooperative substrate binding. The results indicate that in order to fully understand protein function, one has to look beyond amino acid architecture and acknowledge the omnipresence of water molecules

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Mateusz Kozarski (IFD UW)

Synteza nowych analogów 5’-monofosforanu 7- metyloguanozyny oraz ich zastosowanie w badaniu roli ludzkiej 5’-nukleotydazy IIIB

Synthesis of novel 7-methylguanosine 5’-monophosphate analogues as inhibitors of human 5-nucleotidase IIIB (cNIIIB) and their application in cNIIIB activity studies

5’-Nukleotydazy to grupa enzymów należących do rodziny hydrolaz. Pełnią one kluczową rolę w metabolizmie nukleotydów, katalizując reakcje defosforylacji niecyklicznych 5’-monofosforanów nukleozydów do odpowiedniego nukleozydu oraz nieorganicznego fosforanu. W 2012 roku zidentyfikowany został ósmy enzym należący do rodziny 5’-nukleotydaz, cytozolowa 5’-nukleotydaza IIIB (cNIIIB). cNIIIB jest unikalną 5’-nukleotydazą ze względu na swoje preferencję substratowe. Wykazuje wysokie powinowactwo do jednego z metabolitów końca 5’ mRNA, którym jest 5’-monofosforan 7-metyloguanozyny (m7GMP), co sugeruje potencjalny udział tego enzymu w degradacji mRNA. Jednakże biologiczna rola oraz struktura krystalograficzna ludzkiego enzymu cNIIIB nie została jeszcze poznana. Celem niniejszego projektu jest synteza nowych analogów m7GMP jako potencjalnych inhibitorów enzymu cNIIIB. Zsyntezowano serię nowych analogów m7GMP posiadających modyfikacje w obrębie zasady azotowej oraz reszty fosforanowej. Zsyntezowane związki zostały przebadane biologicznie w celu wyłonienia nowych inhibitorów. Związki o największym powinowactwie do cNIIIB zostały wykorzystane do badań w ekstraktach komórkowych w celu poznania roli tego enzymu w degradacji mRNA.

5’-Nucleotidases are the enzymes responsible for hydrolysis of nucleosides 5’-monophosphates to the corresponding nucleosides and inorganic phosphate. 5’-nucleotidases are involved in regulation of cellular levels of nucleoside 5’-monophosphates. Some 5’-nucleotidases are also involved in deactivation of certain nucleoside-derived drugs. A recently identified cytosolic 5’-nucleotidase IIIB (cNIIIB) shows preference towards 7-methylguanosine monophosphate (m7GMP) as a substrate, which suggests its potential involvement in mRNA degradation. However, biological function and structure of human cNIIIB are still unknown. Here, we synthesized a series of m7GMP analogues that could be used to modulate the processes related to cNIIIB activity. Using high-throughput screening methods a library of mono- and diphosphate 7-methylguanine nucleotide analogues was tested for inhibition of cNIIIB. Selected compounds were applied in cell extracts to investigate the role of human cytosolic 5’-nucleotidase IIIB in mRNA degradation pathways using a mass spectrometry based assay.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr Przemysław Malinowski (CeNT UW)

Anion słabo koordynujący - co to takiego i dlaczego warto się tym zajmować?

Weakly coordinating anion - what is it and why is it worth to work with it?

Reaktywność kationów zależy od ich otoczenia. W fazie gazowej reaktywność znacznie odbiega od tej jaką zwykle obserwuje się w fazie skondensowanej. Jednym ze sposobów zwiększenia tej drugiej jest umieszczenie kationu w środowisku o słabych własnościach donorowych. Dotyczy to nie tylko rozpuszczalnika, ale także charakteru anionów. Stąd na przestrzeni lat rozwinęła się dość szeroka gałąź chemii wykorzystująca tzw. aniony słabo koordynujące. Jak się okazuje, ich sole często wykazują nietypowe własności względem klasycznych odpowiedników. W prezentacji zostanie to zilustrowane przykładami z badań prowadzonych w Centrum Nowych Technologii UW.

Reactivity of a given cation depends on its surrounding. In gas phase the reactivity is usually very different from what is observed in condensed phase. One of the methods to increase the latter is to put the cation in environment with poor donor properties. This requirement holds not only for a solvent, but also refers to anions present in the system. Therefore over the years a broad branch of chemistry focused on so called weakly coordinating anions has been developed. Interestingly, their salts often exhibit different reactivity as compared to classical counterparts. The presentation gives examples of such behavior taken from the research conducted at the Centre of New Technology, University of Warsaw.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

Dr. Hana Macíčková Cahová (Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS CR v.v.i., Prague)

Jak znaleźć igłę w stogu siana? (Nowe rodzaje modyfikacji RNA)

How to find needle in a haystack?

Presentacja w języku angielskim

Currently, there are more than 170 RNA modifications known. The role of majority of them is unclear. We are using alternative approaches for discovery of new RNA modifications and for understanding their role. In my talk, I will mention some RNA modifications in viruses and our discovery of new class of 5´ RNA caps in bacteria.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr hab. Piotr Wasylczyk (IFD UW)

Obrazowanie ramanowskie komórek białaczkowych - budowa platformy diagnostycznej

Raman imaging of leukaemia cells - building a diagnostics platform from scratch

W tym miesiącu zaczynami czteroletni projekt badawczy, finansowany przez FNP, którego celem jest budowa platformy mikroskopowej umożliwiającej lekarzom rozpoznawanie (i sortowanie) podtypów komórek białaczkowych. Moja grupa na FUW jest odpowiedzialna za integrację układów laserowych, mikroskopowych i rozpoznawania obrazów do poziomu urządzenia gotowego do testów klinicznych. Przedstawię krótkie wprowadzenie do projektu, poczynając od podstaw obrazowania ramanowskiego i przeglądu technik, które zamierzamy wykorzystać.

This October we are starting a four year project, funded by FNP, to build a diagnostics platform what will allow doctors to quickly and reliably identify (and sort) sub-types of leukaemia cells. The group at FUW is responsible for integrating the laser, microscopy and image-processing systems into a clinic trial ready device. I will give a short introduction to the project, starting form the basics of Raman imaging and present the technologies we want to explore and use.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Natalia Ostrowska (CeNT UW)

Nadmierna agregacja w symulacjach wielu białek

Excessive aggregation in MD simulations of multiple proteins

Dostępne zasoby zaczynają nam pozwalać na prowadzenie symulacji pełnoatomowych systemów, które zawierają więcej niż jedną makrocząsteczkę. Jednak pola siłowe których używamy mają tendencję do zawyżania oddziaływań między nimi, co prowadzi do nadmiernej agregacji białek (i nie tylko) w trakcie symulacji. Podczas prezentacji opiszę znane przypadki symulacji w których wystąpiła nadmierna agregacja oraz sposób radzenia sobie z tym problemem dla pola siłowego CHARMM.

Available resources now allow us to conduct all-atom MD simulations of the systems that contain more than one macromolecule. However, the used force fields tend to overestimate the interactions between the molecules, which leads to excessive aggregation of proteins and other polymers. During the seminar I will present some known cases of simulations, in which the aggregation occurs and the way of dealing with this problem for the CHARMM force field.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

prof. Joanna Trylska (Centrum Nowych Technologii UW)

Witamina B12 jako nośnik modyfikowanych oligonukleotydów do komórek bakterii

Vitamin B12 as a carrier of modified oligonucleotides to bacterial cells

Krótkie modyfikowane oligonukleotydy, takie jak 2'O-metylowane RNA i peptydowy kwas nukleinowy (PNA), które specyficznie rozpoznają DNA lub RNA, mogą regulować procesy transkrypcji lub translacji. PNA jest syntetycznym analogiem DNA, który hybrydyzuje zarówno z samym sobą, jak i z naturalnymi kwasami nukleinowymi. Jednakże oligomery 2'O-metylowanego RNA i PNA nie są samoczynnie pobierane przez bakterie i do tej pory nie znaleziono wydajnych nośników takich oligomerów do komórek bakterii. W naszych doświadczeniach stwierdziliśmy, że kowalencyjne połączenie witaminy B12 z PNA lub 2'O-metylowanym RNA powoduje, że takie koniugaty wchodzą do komórek E. coli i S. Typhimurium. Witamina B12 (zwana również kobalaminą) jest kofaktorem wielu reakcji enzymatycznych. Niektóre bakterie produkują witaminę B12 ale większość musi ją pobrać ze środowiska. W pierwszym etapie pobierania witaminy B12 przez komórki E. coli, witamina B12 specyficznie oddziałuje z receptorem błony zewnętrznej — BtuB. Potwierdziliśmy, że transport koniugatu witamina B12—PNA do komórek E. coli także zachodzi przez receptor BtuB. Następnie przeprowadziliśmy symulacje tego transportu. Zbudowaliśmy pełnoatomowy asymetryczny i heterogeniczny model błony wokół BtuB i zastosowaliśmy różne techniki wzmocnionego próbkowania w dynamice molekularnej. Stwierdziliśmy, że transport koniugatu witamina B12—PNA jest mechanicznie możliwy, ale wymaga dużej zmiany konformacyjnej oligomeru PNA. W związku z tym, co potwierdzają nasze doświadczenia, sugerujemy, że koniugaty witamina B12—PNA mogą być transportowane przez białko BtuB w błonie zewnętrznej E. coli.

Short modified oligonucleotides, such as 2’O-methyl RNA and peptide nucleic acid (PNA) that specifically recognize double-stranded DNA or messenger RNA, modulate key biological processes of either transcription or translation. PNA is a synthetic DNA analogue that base pairs with itself and natural nucleic acids. However, both 2’O-methyl RNA and PNA oligomers are not taken up by bacterial cells and carriers are required. Unfortunately, for their non-invasive transport efficient carriers are yet to be found. We provide experimental evidence that covalent conjugation of vitamin B12 to either PNA or 2’O-methyl RNA makes these oligomers enter E. coli and S. Typhimurium cells. Vitamin B12 (also called cobalamin) is an essential enzymatic cofactor either produced or taken up by bacterial cells. The first stage of vitamin B12 uptake to Gram-negative E. coli cells occurs through the outer-membrane receptor protein called BtuB. After confirming that vitamin B12 transports PNA to E. coli cells through the BtuB receptor, we proceeded to simulate the details of this transport. We built an asymmetric and heterogenous E. coli membrane model around BtuB and applied various enhanced sampling molecular dynamics techniques. We found that indeed transport of vitamin B12-PNA conjugate is mechanically possible but requires large conformational change of the PNA oligomer. Therefore, as also supported by our experimental evidence, we suggest that vitamin B12—PNA conjugates may be transported through the BtuB protein in the E. coli outer membrane.