Zakład Biofizyki

Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Wojciech Bal

 

W Zakładzie działa sześć grup badawczych:

  1. Prof. Wojciech Bal bada mechanizmy działania aktywnych biologicznie jonów metali;
  2. Prof. Michał Dadlez śledzi mechanizmy oligomeryzacji peptydów Aβ choroby Alzheimera i ich oddziaływania z receptorami;
  3. Doc. Andrzej Dziembowski prowadzi badania nad metabolizmem RNA w drożdżach i nad wielkimi kompleksami białkowymi;
  4. Doc. Jarosław Poznański zajmuje się różnymi aspektami związków struktury makrocząsteczek z ich aktywnością biologiczną;
  5. Dr Bożenna Rempoła jest zaangażowana w badania, których celem jest wyjaśnienie funkcji poszczególnych białek w drożdżach Saccharomyces cerevisiae;
  6. Dr Aleksandra Wysłouch-Cieszyńska bada aspekty proteomiczne, strukturalne i funkcjonalne potranslacyjnych modyfikacji białek, ze szczególnym uwzględnieniem S-nitrozylacji w komórkach ssaków.

Badania naukowe w Zakładzie zyskują dzięki licznym niciom współpracy pomiędzy liderami i członkami jego grup badawczych. Jeden z aktualnych przykładów stanowi uzyskanie grantu strukturalnego POIG wspólnie przez grupy badawcze Bala, Dadleza i Wysłouch-Cieszyńskiej (Elektrochemiczne bioczujniki dla wykrywania aktywacji receptorów RAGE – narzędzia taniej teranostyki, POIG.01.01.02-00-048/09)

 

 


Analiza funkcjonalna otwartych ramek odczytu z drożdży Saccharomyces cerevisiae

Kierownik zespołu: dr Bożenna Rempoła

Prace badawcze prowadzone są we współpracy:

1) z zespołem prof. Joanny Rytki z Zakładu Genetyki oraz

2) z dr hab. Anną Szkopińską kierującą tematem „Regulacja biosyntezy pochodnych kwasu mewalonowego w drożdżach Saccharomyces cerevisiae

  1. Nasze badania dotyczą roli genów CCZ1 i YPT7 z Saccharomyces cerevisiae w procesie sporulacji. Sporulacja, będąca odpowiednikiem gametogenezy u wyższych eukariontów obejmuje premejotyczną syntezę DNA, rekombinację, dwa podziały mejotyczne oraz formowanie spor. Białka Ccz1 i Ypt7 odziałują ze sobą i są zaangażowane w transport wewnątrzkomórkowy. Są także istotne w procesie autofagocytozy i sporulacji. Otrzymane wyniki wskazują, że sporulacja jest inicjowana w mutantach pozbawionych Ccz1p i Ypt7p, jednakże oba białka są niezbędne we wczesnym, innym dla każdego z nich, etapie mejozy pierwszej.
  2. Kodowana przez drożdżowy gen RER2 cis-prenyltransferaza jest istotna dla syntezy dolicholi i w konsekwencji wpływa na takie procesy komórkowe jak N i O glikozylacja białek czy formowanie kotwicy glikozylofosfatydyloinozytolowej (GPI). Stosując metodę TAP tagowania zidentyfikowano Nus1p (nuclear undecaprenyl pyrophosphate synthase, putative prenyltransferase) jako biało potencjalne oddziałujące z Rer2p. Prowadzone są badania nad ustaleniem biologicznej roli białka Nus1.

Badanie wczesnych etapów zwijania i agregacji białek

Kierownik zespołu: prof. dr hab. Michał Dadlez
Zespół:


Projekty badawcze:


Wybrane publikacje:

 


Strukturalne i funkcjonalne konsekwencje potranslacyjnych modyfikacji białek

Kierownik zespołu: dr Aleksandra Wysłouch-Cieszyńska
Zespół: mgr Monika Zaręba, Lilia Zhukova, Ilona Zielińska (studentka), Magdalena Sulima (studentka)

 

Główne kierunki badań:

  • wpływ S-nitrozylacji na zmiany struktury i funkcji małych białek wiążących wapń tzw. białek S100,
  • oddziaływanie S-nitrozylowanych białek S100 z białkami docelowymi np. receptorem RAGE oraz białkiem p53,
  • optymalizacja i rozwój metod proteomicznych opartych o spektrometrię mas do analizy endogennej S-nitrozylacji białek
  • zastosowanie metod proteomicznych do analizy zmian komórkowego „S-nitrozylomu” w warunkach fizjologicznych i patofizjologicznych w których dochodzi do zachwiania równowagi produkcji reaktywnych form tlenu i azotu np. w chorobie Alzheimera lub podczas aktywacji receptora RAGE

Projekty badawcze:

2010-2013 Elektrochemiczne bioczujniki dla wykrywania aktywacji receptorów RAGE – narzędzia taniej teranostyki (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)
2007-2010 S-nitrozylacja białek oraz fosforylacja zależna od kinazy Cdk5 – badania proteomiczne frakcji synaptosomalnej myszy transgenicznych będących modelem choroby Alzheimera (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)
2003-2007 Modyfikacje redoksowe białek: oddziaływanie białka S100B z receptorem RAGE (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)

Wybrane publikacje:

  1. Krężel A., Kopera E., Protas A.M., Poznański J., Wysłouch-Cieszyńska A., Bal W. Sequence-specific Ni(II)-dependent Peptide Bond Hydrolysis for Protein Engineering. Combinatorial Library Determination of Optimal Sequences. J. Am. Chem. Soc. (2010) 132: 3355-3366
  2. van Dieck J., Teufel D.P., Jaulent A.M., Fernandez-Fernandez M.R., Rutherford T.J., Wysłouch-Cieszyńska A., Fersht A.R., Posttranslational Modifications Affect the Interaction of S100 Proteins with Tumor Suppressor p53. J. Mol. Biol. (2009) 394: 922-30
  3. Smirnova J., Zhukova L., Witkiewicz-Kucharczyk A., Kopera E., Olędzki J., Wysłouch-Cieszyńska A., Palumaa P., Hartwig A., Bal W. Reaction of the XPA zinc finger with GSNO. Chem. Res. Toxicol. (2008) 21: 386-392
  4. Szurmak B., Wysłouch-Cieszyńska A., Wszelaka-Rylik M., Bal W., Dobrzanska M. A diadenosine 5’,5’’-P(1)P(4) tetraphosphate (Ap4A) hydrolase from Arabidopsis thaliana that is activated preferentially by Mn2+ ions. Acta Biochim. Pol. (2008) 55: 151-160
  5. Smirnova J., Zhukova L., Witkiewicz-Kucharczyk A., Kopera E., Olędzki J., Wysłouch-Cieszyńska A., Palumaa P., Hartwig A., Bal W. Quantitative electrospray mass spectrometry of zinc finger oxidation: the reaction of XPA zinc finger with H2O2. Anal. Biochem. (2007) 369: 226-231

Mechanizmy molekularne działania jonów metali czynnych biologicznie

Kierownik zespołu: prof. dr hab. Wojciech Bal
Zespół: dr Arkadiusz Bonna, dr Grażyna Goch, dr Anna Staszewska, mgr Agnieszka Belczyk (doktorantka), mgr Ewa Kurowska (doktorantka), mgr Katarzyna Piątek (doktorantka), mgr inż. Anna Maria Protas (doktorantka), mgr Małgorzata Rózga (doktorantka), mgr Aleksandra Witkiewicz-Kucharczyk (doktorantka)

 

Główne kierunki badań

  • rozwój naszej patentowanej metodologii oczyszczania białek rekombinowanych, opartej na swoistej sekwencyjnie niklozależnej reakcji hydrolizy wiązania peptydowego;
  • wpływ małych cząsteczek i jonów metali na trwałość i strukturę palców cynkowych;
  • aspekty termodynamiczne oddziaływań peptydów Aβ  choroby Alzheimera z jonami Cu(II);
  • wiązanie jonów metali do albumin i pokrewnych strukturalnie peptydów.

Więcej informacji na stronie: http://www.ibb.waw.pl/~balgroup/team/?about-the-group,6

 

Projekty badawcze:

2010-2013 Metal-dependent peptide hydrolysis. Tools and mechanisms for biotechnology, toxicology and supramolecular chemistry (TEAM; Fundacja na Recz Nauki Polskiej)
2010-2013 Elektrochemiczne bioczujniki dla wykrywania aktywacji receptorów RAGE – narzędzia taniej teranostyki (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)
2010-2012 Peptydowe chelatory kompetycyjne jako narzędzie dla opisu oddziaływań jonu Cu(II) z peptydem Aβ. Poszukiwania nowych mechanizmów molekularnych kontroli toksyczności w chorobie Alzheimera (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)
2008-2011 Nowa metoda oczyszczania białek rekombinowanych (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego)

Wybrane publikacje:

  1. Sokołowska M., Pawlas K. , Bal W. Effect of common buffers and heterocyclic ligands on the binding of Cu(II) at the multimetal binding site in Human Serum Albumin. Bioinorg. Chem. Appl. (2010) - in press
  2. Bal W. , Protas A.M., Kasprzak K.S. Genotoxicity of Metal Ions: Chemical Insights, Metal Ions in Life Sciences Vol. 8, Metal Ions in Toxicology: Effects, Interactions, Interdependencies; eds. A. Sigel, H. Sigel, R.K.O. Sigel. RSC Press (2010) - in press
  3. Rózga M., Bal W. The Cu(II)/Aβ/HSA Model of Control Mechanism for Copper-related Amyloid Neurotoxicity. Chem. Res. Toxicol. (2010) 23: 298-308
  4. Rózga M., Kłoniecki M., Dadlez M., Bal W. A Direct Determination of the Dissociation Constant for the Cu(II) Complex of Amyloid Beta 1-40 Peptide. Chem. Res. Toxicol. (2010) 23: 336-340
  5. Krężel A., Kopera E., Protas A.M., Poznański J., Wysłouch-Cieszyńska A., Bal W. Sequence-specific Ni(II)-dependent Peptide Bond Hydrolysis for Protein Engineering. Combinatorial Library Determination of Optimal Sequences. J. Am. Chem. Soc. (2010) 132: 3355-3366
  6. Kurowska E., Bal W. Recent Advances in Molecular Toxicology of Cadmium and Nickel, Advances in Molecular Toxicology, Vol. 4, Ed. James C. Fishbein. Elsevier (2010) - in press.
  7. Rózga M., Protas A.M., Jabłonowska A., Dadlez M., Bal W. The Cu(II) complex of Ab40 peptide in ammonium acetate solutions. Evidence for ternary species formation. Chem. Commun. (2009) 11: 1374-1376
  8. Sokołowska M., Wszelaka-Rylik M., Poznański J., Bal W. Thermodynamic and spectroscopic determination of three distinct binding sites for Co(II) ions in Human Serum Albumin. J. Inorg. Biochem. (2009) 103: 1005-1013
  9. Piątek K., Hartwig A., Bal W. Physiological levels of glutathione enhance Zn(II) binding by a Cys4 zinc finger. Biochem. Biophys. Res. Commun. (2009) 389: 265-268



Modelowanie mechanizmów aktywności biologicznej na podstawie danych strukturalnych
 

 Kierownik zespołu: dr hab. Jarosław Poznański

 

Poza pracami własnymi jesteśmy zaangażowani we współprace z innymi zespołami badawczymi IBB.

  1. Badania nad strukturą domeny 4 domeny podjednostki σ70 z kompleksu polimerazy RNA z E. coli (ECσ704) prowadzone za pomocą wielojądrowej spektroskopii NMR wykazały, że  początkowo rozwinięte białko pod wpływem dodawanego TFE wykazuje tendencje do przyjęcia struktury zgodnej z wiążącym DNA kanonicznym motywem HLHTH.
  2. Opracowano metodę analizy wpływu mieszaniny soli na termodynamikę powstawania i rozpadu kompleksu transkrypcyjnego określając ekwiwalentne stężenia soli dla badanych procesów w czystych solach
  3. Zastosowana metoda immobilizacji komórek pozwala na śledzenie in vivo za pomocą spektroskopii 19F NMR metabolizmu fluorowanych związków niskocząsteczkowych
  4. Mapowanie zmian przesunięć chemicznych pod wpływem wiązania ligandu połączone z analizą in silico pozwoliła na określenie dla helikazy wirusa HCV potencjalnych miejsc wiążących
  5. Analiza danych dotyczących inhibicji kinazy CK2α przez pochodne benzotriazolu wskazała hydrofobowe aniony jako optymalne inhibitory enzymu.

Projekty badawcze:

2009-2011 TFE as the 3D-fold inducer. Application for domain 4 of E. coli RNAP σ70 (International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology )

Wybrane publikacje:

  1. Krężel A., Kopera E., Protas A.M., Poznański J., Wysłouch-Cieszyńska A., Bal W. Sequence-specific Ni(II)-dependent Peptide Bond Hydrolysis for Protein Engineering. Combinatorial Library Determination of Optimal Sequences. J. Am. Chem. Soc. (2010) 132: 3355–3366
  2. Kaczka P., Polkowska- A., Bolewska K., Zhukov I., Poznański J., Wierzchowski K.L. Backbone dynamics of TFE-induced native-like fold of domain 4 of Escherichia coli RNA polymerase σ70 subunit. Proteins (2010) 78: 754-768
  3. Bakun M., Karczmarski J., Poznanski J., Rubel T., Rozga M., Malinowska A., Sands D., Hennig E., Oledzki J., Ostrowski J., Dadlez M. An integrated LC-ESI-MS platform for quantitation of serum peptide ladders. Application for colon carcinoma study. Proteomics Clin. Appl. (2009) 3: 932–946
  4. Sikora J., Towpik J., Graczyk D., Kistowski M., Rubel T., Poznanski J., Langridge J., Hughes C., Dadlez M., Boguta M. Yeast prion [PSI+] lowers the levels of mitochondrial prohibitins. Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Research (2009) 1793: 1703-1709
  5. Skorupińska-Tudek K., Poznański J., Wójcik J., Bieńkowski T., Szostkiewicz I., Zelman-Femiak M., Bajda A, Chojnacki T., Olszowska O., Grunler J., Meyer O.,  Rohmer M., Danikiewicz W., Swieżewska E. Contribution of the Mevalonate and Methylerythritol Phosphate Pathways to the Biosynthesis of Dolichols in Plants. Journal of Biological Chemistry (2008) 283: 21024–21035
  6. Gozdek A., Zhukov I., Polkowska A., Poznański J., Stankiewicz-Drogon A., Pawłowicz J.M., Zagórski-Ostoja W., Borowski P., Boguszewska-Chachulska A.M. NS3 peptide, a novel potent Hepatitis C virus NS3 helicase inhibitor, its mechanism of action and antiviral activity in the replicon system. Antimicrobial Agents and Chemotherapy (2008) 52: 393-401
  7. Ziemkowski P., Felczak K., Poznański J., Kulikowski T., Zieliński Z., Cieśla J., Rode W. Interactions of 2’-fluoro-substituted dUMP analogues 3 with thymidylate synthase. Biochemical Biophysical Research Communication (2007) 362: 37-43
  8. Poznański J., Najda A., Bretner M., Shugar D. Experimental (13C NMR) and Theoretical (ab initio molecular orbital calculations) Studies on the Prototropic Tautomerism of Benzotriazole and Some Derivatives Symmetrically Substituted on the Benzene Ring. Journal of Physical Chemistry A (2007) 111: 6501-6509
  9. Poznański J., Szkopińska A. Precise bacterial polyprenol length control fails in Saccharomyces cerevisiae. Biopolymers. (2007) 86: 155-164
  10. Adamczyk M., Poznański J., Kopera E., Bal W. A zinc-finger like metal binding site in the nucleosome. FEBS Letters (2007) 581: 1409–1416
  11. Gambin A., Dutkowski J., Karczmarski J., Kluge B., Kowalczyk K, Ostrowski J., Poznański J., Tiuryn J., Bakun M., Dadlez M. Automated reduction and interpretation of multidimensional mass spectra for analysis of complex peptide mixtures. International Journal of Mass Spectrometry (2007) 260: 20–30

Metabolizm RNA u Eucaryota

Kierownik zespołu: dr hab. Andrzej Dziembowski
Zespół:


Projekty badawcze:


Wybrane publikacje: