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

Katarzyna Węgrzyn (IFD UW)

Dekonwolucja chmur odczytów za pomocą minimizerów na potrzeby asemblacji de novo

Deconvolution of read clouds with minimizers for genome de novo assembly

Duża zmienność osobnicza ludzkiego genomu powoduje niedokładność asemblacji (ang. assembly) opartej o genom referencyjny. Sekwencjonowanie genomowe można przeprowadzić z wykorzystaniem krótkich lub długich odczytów. Oba podejścia mają swoje zalety i ograniczenia. Nowy typ danych nazywany odczytami połączonymi (ang. linked-reads) otrzymywany z technologii Chromium GEMs jest konsensusem pomiędzy dokładnością krótkich odczytów i daleko-zasięgową informacją otrzymywaną z długich odczytów. Jednak narzędzia powiązane z tą technologią nie wykorzystują w pełni potencjału odczytów połączonych. Asemblacja de novo prowadzona jest w sposób tradycyjny. Krótkie kody (ang. barcodes) przypisane odczytom połączonym wykorzystywane są jedynie do rozdzielania składanej sekwencji na haplotypy i porządkowania niejednoznacznych fragmentów zawierających warianty strukturalne. Wykorzystanie informacji zawartej w odczytach połączonych, w celu składania sekwencji de novo, jest utrudnione ze względu na niewystarczające pokrycie genomu w pojedynczych chmurach odczytów. W niniejszym projekcie zaproponowano nowe podejście do składania sekwencji de novo poprzez dekonwolucję chmur odczytów z wykorzystaniem minimizerów. Minimizery mogą być wykorzystane do porównywania i grupowania odczytów związanych z różnymi chmurami w celu zwiększenia pokrycia sekwencji genomowej i umożliwienia asemblacji.

High diversity of a human genome induces inaccuracies in genome assembly based on a reference genome. Genome sequencing can be done using short reads or long reads. Both approaches have its advantages and limitations. A novel data type called linked-reads, retrieved from Chromium GEMs technology, can be used as a consensus between availability and simplicity of short reads and long range information of long reads. However Chromium toolkit does not harness full potential of linked-reads. De novo assembly process goes in a conventional way. Barcodes characterizing linked-reads are used only for phasing haplotypes and detangling spurious fragments with structural variants. Using linked-reads information from the bottom of de novo assembly is limited by the low sequence coverage in individual read-clouds. We propose a new approach to de novo assembly with linked-reads by read-clouds deconvolution using minimizers. Minimizers can be used for reads comparison and grouping leading to higher coverage and facilitating assembly.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

prof. Agnieszka Bzowska (IFD UW)

Enzymy drogi zapasowej (ratunkowej) komórki jako cel terapii przeciw organizmom chorobotwórczym pozbawionym możliwości syntezy puryn de novo – syntaza adenylobursztynianowa z Helicobacter pylori

Purine salvage pathway enzymes as a target for therapies against pathogenic organisms lacking de novo purine synthesis – adenylosuccinate synthase from Helicobacter pylori

Szereg organizmów chorobotwórczych, na przykład zarodek malaryczny, nie może syntetyzować puryn i nukleozydów purynowych de novo. Może uzyskać je tylko z recyklingu odpadów metabolicznych, konkretnie ze szlaku metabolicznego nazywanego drogą ratunkową (zapasową) komórki. Enzymy tego szlaku są zatem obiecującym celem dla potencjalnych leków do zwalczania takich patogenów. Podczas seminarium opowiem o naszych próbach otrzymania i scharakteryzowania jednego z enzymów drogi zapasowej, syntetazy adenylobursztynianowej z Helicobacter pylori.

There are two possible metabolic routes, which organisms can use to obtain purines, the indispensable building blocks for DNA and RNA synthesis - de novo and salvage pathways. Some organisms, including those causing severe diseases like for example malaria, possesses only one of them, the salvage pathway. Enzymes of this pathway are therefore good targets to disable growth and replication of such pathogenes. During the talk I will present our efforts to obtain and characterize one of the salvage pathway enzymes, adenylosuccinate synthase from Helicobacter pylori.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

Oleg Kmechak (IFD UW)

Ewolucja sieci rzecznej

Evolution of a river network

Rzeki są zasilane wodą pochodzącą ze spływu powierzchniowego jak i wodami podziemnymi. Woda podziemna spływając w kierunku rzeki wywołuje erozję materiału tworzącego podłoże (np. żwiru, piasku) poszerzając tym samym dolinę rzeczną oraz wydłużając ją w okolicy źródła. Zjawisko erozji wstecznej prowadzi do wzrostu długości strumieni i stąd do powolnego rozwoju rozgałęzionych sieci rzecznych. Szybkość zachodzenia erozji może zostać ilościowo opisana poprzez powiązanie jej z wysokością zwierciadła wód podziemnych, którą można znaleźć rozwiązując równanie Poissona.

Rivers are supplied with water coming from surface runoff as well as groundwater. Underground water flowing down towards the river causes erosion of the material forming the substrate, thus widening the river valley and lengthening it near the source. The phenomenon of back erosion leads to an increase in the length of streams and hence to the slow development of branched river networks. The rate of erosion can be quantified by linking it to the height of the groundwater table, which can be found by solving the Poisson equation.

room B2.38, Pasteura 5 at 15:00

Beata Goźlińska (IFD UW)

Opracowanie metody projektowania peptydu wiążącego się ze wskazanym miejscem na powierzchni białka przy wykorzystaniu oprogramowania CABSdock

The development of a method of peptide designing adapted to bind to particular region on the surface of a protein using the CABSdock software

Celem pracy jest opracowanie uniwersalnej metody projektowania peptydu, pozwalającej na automatyczne zaprojektowanie cząsteczki wiążącej się ze wskazanym miejscem na powierzchni białka. Wykorzystane zostanie oprogramowanie CABSdock, które pozwala osiągnąć wyniki dokowania białko-peptyd o wysokiej zgodności z wynikami eksperymentalnymi. CABSdock operuje na modelach gruboziarnistych, co przyspiesza proces badawczy ze względu na mniejszą złożoność obliczeniową w porównaniu do operacji na modelach pełnoatomowych. Białkiem wybranym do testowania projektowanej metody będzie MMP-9. Wysoka różnorodność kompleksów angażujących MMP-9 stanowi wyzwanie dla precyzyjnej kontroli aktywności jej zróżnicowanych funkcji biologicznych . Opracowanie peptydu wiążącego się w wybranym miejscu może pomóc kontrolować aktywność MMP-9 w jego wybranych stanach poprzez ograniczenie dostępności wybranych elementów interfejsu.

The purpose of the research is to develop a universal method of designing a peptide, which allow for an automatic prediction of a molecule which would bind with a particular region on the surface of a protein. For this purpose the CABSdock software will be applied. This software allows to achieve results of protein-peptide docking highly consistent with experimental findings. CABSdock operates on coarse-grained protein models, which accelerates the process due to lower computational complexity in the contrast to operations on full-atomics models. The protein, which is chosen to testing of developed method is MMP-9. high diversity of its complexes renders it difficult to precisely control its activity in many biological functions. The modeling of peptide which will be able to bind precisely to selected site, will be helpful in controlling the MMP-9 activity in various states by restriction of interface accessibility .

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr Joanna Kowalska (IFD UW)

Nucleotide probes for monitoring enzymatic activity

Prezentacja w języku angielskim

Fluorescent and fluorogenic nucleotide analogs are invaluable molecular tools for studying enzymatic processes and discovering enzymatic inhibitors. We have been exploring a variety of phosphate group modifications to develop single and dually labeled nucleotide probes for pyrophosphatase activity monitoring. We are particularly interested in DcpS, which is a decapping enzyme involved in 3’-to-5’ mRNA degradation pathway and a therapeutic target in spinal muscular atrophy (SMA). Our long term goal is to develop probes enabling high throughput studies on recombinant DcpS as well as monitoring DcpS activity in cell extracts and living cells. During my talk I will summarize our recent efforts towards the development of activity probes for DcpS and other pyrophosphatases.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr Magdalena Chrabąszczewska (IFD UW)

Badania struktury i stabilności ludzkiego NUDT16 oraz jego kompleksów z ligandami

Structural and stability studies of human NUDT16 and its complexes with ligands

Ludzkie białko Nudt16 (hNudt16) należy do rodziny enzymów hydrolazowych NUDIX. Jest znane jako jeden z enzymów dekapujących w szlaku degradacji 5'→3' mRNA i małych jąderkowych RNA. Ostatnie badania donoszą również, że hNudt16 może hydrolizować przyłączone do białek mono i poliADP-rybozylacje. Głównym celem niniejszych badań jest próba uzyskania dalszych informacji na temat specyficzności substratowej hNudt16 wobec wybranych mono- i dinukleotydowych analogów kapu. Na seminarium zaprezentowane zostaną wyniki badań strukturalnych hNudt16 i kompleksów białko-ligand uzyskane m.im. metodami dichroizmu kołowego (dalekiego i bliskiego UV), małokątowego rozpraszania rentgenowskiego (SAXS), oraz wyniki pomiarów stabilności termicznej hNUDT16 typu dzikiego i jego mutantów w zależności od stężenia jonów metali dwuwartościowych (Mg2+, Mn2+) i obecności ligandów.

The human Nudt16 protein (hNudt16) belongs to the NUDIX hydrolase family. It is known as one of the decapping enzymes in the 5'→3' degradation pathway of mRNA and small nucleolar RNAs. Recent studies have also reported that hNudt16 can hydrolyze mono- and polyADP-ribosylation attached to proteins. The main aim of this research is an attempt to gain further insight into substrate specificity of hNudt16 towards selected mono- and dinucleotide cap analogs. During the talk the results will be presented of structural studies of hNudt16 and protein-ligand complexes obtained by e.g. circular dichroism (far and near UV) and small angle x-ray scattering (SAXS) methods, as well as the results of thermal stability of wild-type hNUDT16 and mutated hNudt16 depending on the concentration of divalent metal ions (Mg2+, Mn2+) and the presence of ligands.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

Katarzyna Tarasiewicz (IFD UW)

Zabronione motywy drugorzędowej struktury RNA

Prohibited motifs of the RNA secondary structure

W ramach pracy magisterskiej poszukiwane są zabronione motywy drugorzędowej struktury RNA, czyli takie, do których nigdy nie zwinie się żadna sekwencja nukleotydów. Rozważane są teoretycznie możliwe drugorzędowe struktury RNA o wybranych topologiach: spinki (ang. hairpin loop), pętli wewnętrznej (ang. internal loop) oraz multipętli (ang. multi loop), ale bez pseudowęzłów. Odpowiedź na postawiony problem zależy od szczegółów algorytmu przewidywania struktury (tzw. parametrów Turnera, temperatury, dopuszczenia struktur niekanonicznych). Do przewidywania struktury RNA użyto pakietu ViennaRNA [https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/].

We are looking for forbidden motifs of the RNA secondary structure, i.e. motifs that no nucleotide sequence can fold into. Theoretically possible structures of RNA are considered with specific topologies: hairpin loops, internal loops, and multiloops, but without pseudoknots. The answer depends on the details of the energy function used during the structure prediction, as well as on temperature and whether the non-canonical base-pairings are considered. The secondary structure prediction has been performed using the ViennaRNA package [https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/].

room B2.38, Pasteura 5 at 15:00

Małgorzata Trzeszczakowska (IFD UW)

Biofizyczne metody badania konkanawaliny A

Biophysical methods of concanavalin A studies

Konkanawalina A (Con A) jest białkiem roślinnym z grupy lektyn wykazującym powinowactwo do węglowodanów. Con A jest również modelem wykorzystywanym w badaniach procesów nieprawidłowego zwijania się białek prowadzących do powstawania fibryli amyloidowych. Na seminarium zostaną przedstawione wstępne wyniki badań nad amyloidogenną agregacją Con A i jej fragmentów uwalnianych w wyniku nadtrawiania trypsyną.

Concanavalin A (Con A) is a plant protein of the lectin group exhibiting affinity toward carbohydrates. The protein is often employed as a model in studies on protein misfolding phenomena resulting in the formation of amyloid fibrils. During the talk, preliminary results will be presented on the amyloidogenic aggregation of Con A and its fragments released upon partial digestion with trypsin.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

Paweł Kowalski (IFD UW)

Monitorowanie wpływu zatłoczonego środowiska na aktywność enzymatyczną proteazy NS3/4A wirusa zapalenia wątroby typu C

Monitoring of the impact of the crowded environment on the enzymatic activity of the hepatitis C virus NS3 / 4A

Wirus zapalenia wątroby typu C (ang. Hepatitis C Virus; HCV) jest odpowiedzialny za przewlekłą chorobę 185 milionów pacjentów na całym świecie. Niezbędnym enzymem dla dojrzewania białek i namnażania się wirusa HCV jest proteaza NS3/4A, posiadająca zdolność hydrolizy wiązania amidowego. Dlatego proteaza NS3/4A została zidentyfikowana jako jeden z najbardziej atrakcyjnych celów dla inhibitorów w terapii przeciw HCV. Badania nad reakcją enzymatyczną NS3/4A były prowadzone w uproszczonych warunkach, jednak dla rozwoju skutecznej terapii konieczne jest poznanie wpływu zatłoczenia komórkowego na jej przebieg. Testy aktywności katalitycznej proteazy NS3/4A przeprowadzone w różnych stężeniach polimerów odzwierciedlających środowisko komórkowe wykazują istotny wpływ zatłoczenia molekularnego na szybkość zachodzenia reakcji enzymatycznej.

The hepatitis C virus (Hepatitis C Virus - HCV) is responsible for the chronic disease of up to 185 million patients around the world. The NS3/4A protease is an enzyme which posses the ability for amide bond hydrolysis. It is essential for protein maturation and HCV multiplication. Therefore, the NS3/4A protease has been identified as one of the most attractive targets for inhibitors in HCV therapy. Hitherto, research on the NS3/4A enzymatic reaction has been carried out under simplified conditions. For the development of an effective therapy it is necessary to understand the influence of cellular environment on the course of the enzymatic reaction. The significant effect of crowded environment on the rate of enzymatic reaction of NS3/4A protease has been proved at various concentrations of polymers reflecting the cellular environment.

room B2.38, Pasteura 5 at 15:00

Kinga Doniek (IFD UW)

Zastosowania techniki termoforezy mikroskalowej (MST) do poszukiwania selektywnych inhibitorów ludzkiej cytozolowej 5'-nukleotydazy (cNIIIB)

Applications of microscale thermophoresis (MST) for searching of selective inhibitors of human cytosolic 5'-nucleotidase (cNIIIB)

Termoforeza mikroskalowa (MST) to nowa technika, dzięki której możliwy jest szybki pomiar oddziaływań między biomolekułami. Wykrywa nawet najmniejsze zmiany w konformacji, czy ładunku podczas tworzenia/rozpadu wiązań. W trakcie seminarium zostaną przedstawione wyniki badań termoforetycznych charakteryzujących dysocjację (Kd) dwóch sond molekularnych znakowanych fluoresceiną z niedawno odkrytym białkiem cNIIIB, katalizującym hydrolityczną defosforylację niecyklicznych monofosforanów nukleozydów do nukleozydów i ortofosforanu. Zaprezentowane będą także dalsze plany badawcze.

Microscale thermophoresis is a novel technique that allows quick and accurate measurement of interactions between biomolecules. It detects even the smallest thermophoretic changes in the conformations or charge while the bonds are being formed/broken up. The results will be presented on thermophoretic studies characterizing the dissociation (Kd) of two fluorescein-labeled molecular probes with the recently discovered cNIIIB protein that catalyze the hydrolytic dephosphorylation of nucleoside monophosphates to nucleosides and orthophosphate. Further research plans will be also presented.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

Bartosz Greń (IFD UW)

Struktura i statystyka lass - topologicznie nietrywialnych obiektów występujących w białkach

Structure and statistics of lassos -- topologically non-trivial objects appearing in proteins

Analiza białek z punktu widzenia nietrywialnej topologii (węzłów, lass) jest stosunkowo nowym tematem badań. Topologię nietrywialnego lassa mają białka zawierające zamkniętą (np. mostkiem cysteinowym lub amidowym) pętlę, którą przecina choć jeden ze swobodnych końców białka. Obecne wiadomo, iż 18% białek z lassami tworzy nietrywialne lasso, jednak do tej pory nie było wiadomo jaką pełnią rolę oraz czy ta liczba jest duża czy mała. W celu wyjaśnienia potencjalnej roli lass w białkach scharakteryzowano ich podstawowe własności na podstawie symulacji zachowania elastycznego polimeru, a następnie porównano je z danymi biologicznymi. Wyniki pokazały, iż w białkach jest znacznie mniej nietrywialnych lass niż to wynika z modelu elastycznego polimeru. Ponadto wykazano, że niezależnie od rozmiarów ogona oraz pętli lassa, szansa wystąpienia trywialnego lassa jest zawsze niezerowa. Dodatkowo okazało się, iż pętle polimerowych, trywialnych lass mają bardziej sferyczny i wydłużony kształt niż pętle polimerowych, nietrywialnych lass, podczas gdy w białkach ta relacja jest odwrócona.

From the non-trivial topology point of view protein analysis is fairly new research field. Non-trivial lasso topology is possessed by proteins containing closed (i.e. by disulfide or amide bridge) loop, which is pinned by at least one free protein end. Currently we have a knowledge that 18% lasso having proteins contain non-trivial lasso, but till now it haven't been known what role they perform and is this number big or small. In order to explain a potential role of protein lassos, their elementary properties have been characterized on the basis of behavior in elastic polymer simulation, and subsequently compared with biological data. Results have shown that in proteins there are much fewer non-trivial lassos then it follows from elastic polymer model. Furthermore, it have been shown that regardless of lasso tail- and loop-length, probability of trivial lasso is always non-zero. Moreover it turned out, that polymeric, trivial lasso loops have more spherical, prolate shape than polymeric, non-trivial lasso loops, while in proteins this relation is reversed.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

prof. Leonora Bużańska (Kierownik Zakładu Bioinżynierii Komórek Macierzystych, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN)

Organoidy - nowe narzędzie badania rozwoju mózgu człowieka

Brain Organoids – emerging tool to study human neurodevelopment

Prezentacja w języku angielskim

Organoids are 3D tissues cultured in vitro, that capture some of the key multicellular, anatomical and even functional hallmarks of real organs at the micrometre to millimetre (µm to mm) scale. The lecture will recapitulate molecular mechanisms of organoid formation based on the amazing ability of stem cells for self-assembly and pattern formation. To what degree development of brain organoids can recapitulate human neurodevelopment? Can we take the advantage of this break-through technology to model neurodevelopmental disorders and to advance personalized treatment and drug screening? Above and other questions will be addressed during this lecture.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Marta Narczyk (IFD UW)

Starzenie się fosforylazy nukleozydów purynowych z E. coli nie jest prostym przejściem

Ageing of purine nucleoside phosphorylase from E. coli is not a simple transition

W enzymologii, zasadniczo, obowiązuje paradygmat, że przejście białko aktywne ↔ białko nieaktywne jest procesem zero-jedynkowym, to znaczy, że białko istnieje w jednym z tych dwóch stanów. W trakcie badań katalitycznych i wiązania ligandów przez fosforylazę nukleozydów purynowych z E.coli (ecPNP), uzyskiwane wyniki nie dawały się wyjaśnić w ramach tego paradygmatu. Wobec tego przeprowadzono badania starzenia się białka. Okazało się, że jest to proces wieloetapowy. Przy pomocy badań w roztworze udało się zidentyfikować niektóre stany przejściowe i powiązać je ze strukturami krystalograficznymi.

In enzymology, in principle, the paradigm applies, that a transition active protein ↔ inactive protein is a zero-one proces. It means that the protein exists in one of these two states. During the catalytic and ligand binding studies of purine nucleoside phosphorylase from E. coli (ecPNP), the results obtained could not be explained within this paradigm. Therefore, studies on the protein aging were carried out. It turned out that this is a multi-stage process. By conducting the research in solution, we managed to identify some transition states and link them to the crystallographic structures.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Karolina Stachurska (IFD UW)

Oddziaływanie dodecylosiarczanu sodu z albuminą z surowicy wołowej badane metodami spektroskopii dichroizmu kołowego i fluorescencji

Interactions of sodium dodecyl sulfate and bovine serum albumin investigated by circular dichroism spectroscopy and fluorescence

Strukturalne zmiany białek indukowane przez środki powierzchniowo czynne, takie jak dodecylosiarczan sodu (SDS), były intensywnie badane przez wiele lat. Surfaktanty są szczególnie użyteczne w badaniach strukturalnych białek, ponieważ zmiany strukturalne osiąga się w stężeniach milimolarnych, co można porównać do stężeń molowych mocznika i guanidyny, wymaganych do denaturacji białka. Niezależnie od obszernej literatury opisującej interakcje surfaktant-białko, bardzo niewiele wiadomo na temat kinetycznych aspektów zmian strukturalnych białek, wywoływanych przez środki powierzchniowo czynne. Jedynie Kunio Takeda i współpracownicy z Uniwersytetu Okayama w Japonii, przeprowadzili w roku 1980 pomiary zmian strukturalnych za pomocą spektrometrii zatrzymanego przepływu poprzez detekcję dichroizmu kołowego (CD) i absorbancji. Jest to zaskakujące, ponieważ interakcje białko-surfaktant stanowią wyjątkową okazję do śledzenia jednoczesnych zmian czasowych w drugo- i trzeciorzędowych strukturach, ich wzajemnego sprzężenia i ich zależności od warunków rozpuszczalnika. Rozpoczęliśmy systematyczne badania kinetycznych aspektów zmian strukturalnych białek, indukowanych surfaktantami. Jako pierwszy wybraliśmy układ albumina surowicy bydlęcej - SDS. Przedstawione zostaną wstępne wyniki tych badań.

Structural changes of proteins induced by surfactants such as sodium dodecyl sulfate (SDS) have been extensively studied for many years. Surfactants are particularly useful in structural studies of proteins because these structural changes are attained in millimolar concentrations, what can be compared to molar concentrations of urea and guanidine required for protein denaturation. Regardless vast literature describing surfactant-protein interactions, very little is known about the kinetic aspects of the surfactant-induced structural changes of proteins. Only Kunio Takeda and coworkers, from Okayama University of Science, Japan, carried out stopped-flow measurements of the structural changes using the detections of circular dichroism (CD) and absorbance in the 1980’s. It is surprising, as protein-surfactant interactions provide an unique opportunity to follow simultaneous temporal changes in the secondary and tertiary structural changes, their mutual coupling, and their dependence on the solvent conditions. We started systematic studies of kinetic aspects of surfactant-induced structural changes of proteins with investigation of bovine serum albumin-SDS system. First results of these investigations will be presented.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Agnieszka Młynarska-Cieślak (IFD UW)

Modyfikowane analogi PAPS jako narzędzia do badania sulfotransferaz

Phosphate modified PAPS analogues as tools to study sulfotransferases

Sulfotransferazy są enzymami odgrywającymi kluczową rolę w wielu procesach zachodzących w organizmach eukariotycznych, takich jak detoksykacja, metabolizm leków, czy regulacja hormonów. Aktywność sulfotransferaz polega na przenoszeniu grupy siarczanowej z uniwersalnego donora, jakim jest 5’-fosfosiarczan 3’-fosfoadenozyny (PAPS), na akceptor zawierający grupę hydroksylową lub aminową. Zaburzenia pracy sulfotransferaz mogą być przyczyną poważnych chorób, m.in. choroby Parkinsona, hemofilii, czy nowotworu piersi. Mechanizmy działania tych enzymów pozostają nieznane. Dalsze badania sulfotransferaz mogą zostać znacząco ułatwione dzięki nowym narzędziom molekularnym takim jak odpowiednio zmodyfikowane analogi uniwersalnego substratu (PAPS) oraz produktu (PAP). W tym celu zsyntezowano grupę nowych analogów PAP i PAPS, posiadających modyfikację w obrębie grupy fosforanowej lub na zasadzie azotowej. Modyfikacje obejmują zarówno zastąpienie grupy fosforanowej lub siarczanowej przez takie ugrupowanie jak fluorofosforan, tiofosforan, H - fosfonian, jak i wprowadzenie linkera na zasadzie azotowej. Na seminarium zostaną przedstawione otrzymane analogi i ich rola jako narzędzi do monitorowania lub inhibicji aktywności sulfotransferaz.

Sulfotransferases play an important role in many biological processes in higher Eukaryotes, such as detoxification, drug metabolism, hormone regulation, and many others cellular processes. Sulfotransferases catalyze the transfer of a sulfate moiety from the universal donor, 3’-phosphoadnosine 5’-phosphosulfate (PAPS), to various acceptor biomolecules, carrying a hydroxyl or an amino, group. Deregulation of sulfotransferase activity has been linked to many diseases, including Parkinson’s disease, hemophilia, and breast cancer. However, the detailed mechanisms of action of those enzymes remain still unknown. Further studies on sulfotransferases could be significantly facilitated by novel molecular tools, such as analogues of the universal substrate (PAPS) or the product (PAP). To this end, we synthesized a series of new PAP and PAPS analogs, carrying various modifications within the phosphate moieties or nucleobase. The modifications include replacing phosphate or sulfate by analogous moieties such as fluorophosphate, thiophosphate, H-phosphonate or attachment of linkers to the nucleobase. During the seminar I will present a series of new PAPS analogues as potential tools for monitoring or inhibiting sulfotransferase activity.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr Anaïs Depaix (IFD UW)

Odporne na hydrolizę analogi NAD w badaniach RNA zawierających kap ze znacznikiem NAD

Hydrolysis-resistant NAD analogs for studies of NAD-capped RNAs

Seminarium wygłaszane w języku angielskim.

NAD is mostly known as a cofactor in enzymatic reactions. Interestingly, it has recently been discovered that NAD serves also as a 5’-end modifying molecular tag in some bacterial and eukaryotic RNAs. The role of this modification is not yet understood but it has been established that this NAD-linked RNA, in both bacterial and mammalian cells, are targeted by specific hydrolytic enzymes and consequently play an important role in RNA turnover. During the seminar, I will present the synthesis of a set of NAD cap analogs containing chemical modifications that reduce their susceptibility to deNADding enzymes. I will show you that these analogs can be incorporated into transcripts as well as biochemical studies of resulting NAD-capped RNAs.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Olga Perzanowska (IFD UW)

Synteza i właściwości koniugatów nanocząstek złota z analogami końca 5' mRNA - sond molekularnych do badań metabolizmu mRNA

Synthesis and properties of gold nanoparticles and mRNA 5’ end analogs conjugates – molecular probes for study of mRNA metabolism

Zostaną zaprezentowane badania nad możliwością obrazowania procesów metabolizmu mRNA z wykorzystaniem sond molekularnych stanowiących koniugaty nanocząstek złota oraz odpowiednio modyfikowanych analogów końca 5’mRNA (kapu). Otrzymane sondy molekularne umożliwiają badanie aktywności dwóch białek wiążących strukturę kapu: enzymu dekapującego hDcp2 oraz białka eIF-4E wchodzącego w skład kompleksu białkowego inicjującego proces translacji w komórkach. Swoje funkcjonowanie w układzie z białkami wiążącymi kap opracowane sondy molekularne zawdzięczają wyjątkowym spektroskopowym właściwościom nanocząstek złota. Funkcjonowanie obu sond potwierdzone zostało kilkoma niezależnymi metodami eksperymentalnymi i w efekcie udowodniono, że mogą one stanowić przydatne narzędzia do obrazowania procesów metabolizmu mRNA in vitro, a potencjalnie również in vivo.

Research concerning imaging of mRNA metabolism processes will be presented, using molecular probes in a form of conjugates of gold nanoparticles and 5’ mRNA end structure (cap) analogues. The new-obtained molecular probes enable studies of the activity of two cap-binding proteins, decapping enzyme hDcp2, and eIF-4E that is a part of the translation initiation protein complex. Functionality of the probes in the cap-binding protein systems is due to gold nanoparticles’ unique spectroscopic properties. Effective functioning of both molecular probes was validated by several independent experimental methods, and in effect it has been proven that they can be useful tools for mRNA metabolism imaging in vitro, and potentially also in vivo.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Mateusz Kozarski (IFD UW)

Poszukiwania narzędzi molekularnych do badania enzymu cNIIIB: projektowanie, synteza oraz badanie właściwości inhibitorowych nowych analogów 5’-monofosforanu 7-metyloguanozyny

New molecular tools to investigate the biological role of cNIIIB enzyme: design, synthesis, and evaluation of novel 7-methylguanosine 5’-monophosphate analogues

5’- nukleotydazy to grupa enzymów należących do rodziny hydrolaz. 5’- nukleotydazy pełnią kluczową rolę w metabolizmie nukleotydów, katalizując reakcje defosforylacji niecyklicznych 5’-monofosforanów nukleozydów do odpowiedniego nukleozydu oraz nieorganicznego fosforanu. Jednym z przedstawicieli tej grupy enzymów, zidentyfikowany w 2012 roku, jest 5’-nukleotydaza IIIB (cNIIIB). cNIIIB jest unikalną 5’-nukleotydazą ze względu na swoje preferencje substratowe, ponieważ katalizuje reakcję̨ defosforylacji 5’-monofosforanu 7-metyloguanozyny. Rola ludzkiego enzymu cNIIIB w komórce nie została jeszcze dobrze poznana. Jednakże wysokie powinowactwo cNIIIB do m7GMP sugeruje, że enzym ten może mieć́ wpływ na degradację końca 5’ mRNA oraz brać́ udział w degradacji terapeutyków pochodzenia nukleotydowego. Na seminarium zostaną zaprezentowane nowe analogi m7GMP, które mogą być wykorzystane do poznania roli enzymu cNIIIB w komórce oraz wstępne badania biologiczne z ich udziałem.

5’-nucleotidases are the enzymes responsible for the hydrolysis of nucleoside 5’-monophosphates to the corresponding nucleosides and inorganic phosphate. 5’-nucleotidases are involved in regulation of cellular levels of nucleoside 5’-monophosphates. Some members of 5’- nucleotidase family are also involved in deactivation of certain nucleoside-derived drugs. Recently identified 5’-nucleotidase cNIIIB shows preference towards 7-methylguanosine monophosphate (m7GMP) as a substrate, which suggests its potential involvement in mRNA degradation and also, similarly to other 5’-nucleotidases, could take part in deactivation of certain therapeutic nucleotides. However, the exact biological role of cNIIIB remains still unravelled. During the seminar I will report on new m7GMP analogues designed as molecular tools to investigate the role of cNIIIB enzyme in living cells. The result of some preliminary biological studies obtained for these compounds will also be presented.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

dr Krystiana Krzyśko (IFD UW)

Modelowanie molekularne mitofuzyny 2 w zastosowaniu do przewidywania nasilenia objawów klinicznych choroby Charcot-Marie-Tooth 2A

Molecular modelling of mitofusin 2 for a prediction for Charcot-Marie-Tooth 2A clinical severity

Choroba Charcot-Marie-Tooth typu 2A (CMT2A) jest autosomalną neuropatią spowodowaną mutacjami w genie mitofuzyny 2 (Mnf2).Do tej pory zgłoszono ponad 100 mutacji genu Mfn2, a większość z nich zlokalizowana jest w regionie kodującym domenę GTPazy. Mutacje w tej domenie są bardzo ciekawe, gdyż substytucje tej samej pozycji, ale różnymi aminokwasami wykazują szeroki zakres objawów klinicznych. Niestety możliwość przewidywania na podstawie genotypu lub fenotypu kierunku zmian objawów klinicznych pozostaje jeszcze bardzo ograniczona, dlatego postanowiliśmy zbadać, czy zmiany w strukturze białka spowodowane przez mutacje Mfn2 mogą pomóc w wyjaśnieniu fenotypów chorobowych. Korzystając ze stabilnego modelu białka, oceniliśmy efekt 26 podstawień w strukturze Mfn2 i przewidzieliśmy molekularne konsekwencje takich zmian. Obserwowane zmiany były wysoko skorelowane z objawami klinicznymi związanymi z daną mutacją. Ze wszystkich testowanych mutacji otrzymaliśmy 73% zgodność między modelowaniem molekularnym a opisanymi objawami klinicznymi. Nasza analiza pokazuje, że modelowanie molekularne może być stosowane do analizy mutacji i związanych z nimi przewidywań nasilenia objawów klinicznych. Takie podejście może pomóc we wczesnej diagnozie i prognozie nasilenie objawów u pacjentów z CMT2A.

Charcot-Marie-Tooth disease type 2A (CMT2A) is an autosomal dominant neuropathy caused by mutations in the mitofusin 2 gene (MFN2). More than 100 MFN2 gene mutations have been reported so far, with majority located within the GTPase domain encoding region. These domain-specific mutations present wide range of symptoms with differences associated with distinct amino acid substitutions in the same position. Due to the lack of conclusive phenotype-genotype correlation the predictive value of genetic results remains still limited. We have explored whether changes in the protein structure caused by MFN2 mutations can help to explain diseases phenotypes. Using a stable protein model, we evaluated the effect of 26 substitutions on the MFN2 structure and predicted the molecular consequences of such alterations. The observed changes were correlated with clinical features associated with a given mutation. Of all tested mutations positive correlation of molecular modelling with the clinical features reached 73%. Our analysis revealed that molecular modelling of mitofusin 2 mutations is a powerful tool, which predicts associated pathogenic impacts and that these correlate with clinical outcomes. This approach may aid an early diagnosis and prediction of symptoms severity in CMT2A patients

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Agnieszka Lech (IFD UW)

Wpływ mikrośrodowiska jamy otrzewnej na komórki raka jajnika z wykorzystaniem technik hodowli komórkowych in-vitro, metod mikromacierzowych oraz analizy szlaków sygnałowych

The influence of peritoneal microenvironment on ovarian cancer cells estimated with in vitro cells culture techniques, microarray experiments and signalling pathways analysis

Rak jajnika jest najbardziej śmiertelnym spośród nowotworów ginekologicznych, głównie z powodu tworzenia licznych przerzutów na błonę jamy otrzewnej. Celem tej pracy było prześledzenie odpowiedzi komórek raka jajnika na mikrośrodowisko jamy otrzewnej, w szczegolności na produkty sekrecji komórek budujących błonę otrzewną: komórek mezotelialnych oraz fibroblastów. W tym celu został opracowany model komórkowy in-vitro z użyciem linii komórek raka jajnika SKOV3, a następnie komórki były analizowane pod kątem transkryptomów, profili lipidowych oraz cech biologicznych.

Ovarian cancer is the most lethal among gynaecological carcinomas, mainly due to extensive peritoneal dissemination. The objective of this study was to determine how ovarian cancer cells respond to peritoneal microenvironment, in particular to the secretion products of cellular components of the peritoneal membrane: mesothelial cells and fibroblasts. In order to address this issue, the in-vitro model using SKOV3 ovarian cancer cell line was established and the cells were analysed for their transcriptomes, fatty acids profiles and biological properties.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Adam Mamot (IFD UW)

Synteza i badanie właściwości analogów oligofosforanów 7-metyloguanozyny modyfikowanych w pozycji C8 – potencjalnych inhibitorów białek zaangażowanych w metabolizm mRNA

Synthesis and characterization of 7-methylguanosine oligophosphate analogs modified in C8 position – potential inhibitors of proteins involved in mRNA metabolism

Celem pracy była synteza i charakterystyka analogów 7-metyloguanozyny, modyfikowanych w pozycji C8. Tego typu związki wykazują powinowactwo do białek rozpoznających strukturę 7-metyloguanozyny, lub mogą być ich selektywnymi inhibitorami. Kluczowym etapem syntezy była reakcja Suzuki-Miyaura, która oferuje dużą swobodę w doborze podstawników wprowadzanych w pozycję C8. Otrzymane związki zostały wykorzystane w badaniach z białkami eIF4E i DcpS.

The aim of this work was the synthesis and characterization of 7-methylguanosine analogs modified in C8 position. Such compounds are recognised by 7-methylguanosine binding proteins and potentially serve as selective inhibitors. The main step of the synthesis was Suzuki-Miyaura reaction, which allows to introduce a variety of functional groups in C8 position. The acquired compounds were tested against eIF4E and DcpS proteins.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Maciej Ciemny (IFD UW)

CABS-flex i CABS-dock - zintegrowane środowisko symulacyjne do prowadzenia symulacji giętkości białek i przewidywania struktur ich kompleksów z peptydami oparte o gruboziarniste statystyczne pole siłowe

CABS-flex and CABS - an integrated simulation environment for flexibility modeling of proteins and protein-peptide docking using coarse-grained statistical force field

Giętkość konformacyjna białek jest kluczowa dla ich funkcjonalności. Niestety, stosowanie tradycyjnych narzędzi do prowadzenia symulacji giętkości białek pozostaje kosztowna obliczeniowo dla dużych (a przez to interesujących) układów molekularnych. Podczas seminarium zostaną zaprezentowane nowo stworzone wersje narzędzi CABS-flex i CABS-dock, przygotowanych w języku Python paczek umożliwiających prowadzenie szybkich symulacji giętkości oraz dokowania białko-peptyd. Narzędzia oraz ich szczegółowa dokumentacja są dostępne na stronach bitbucket.org/lcbio/cabsdock i bitbucket.org/lcbio/cabsflex.

The conformational flexibility of protein structures is crucial for their functions. However, simulations of protein flexibility using classical modeling tools remain computationally costly for most of large (and thus interesting) protein systems. Here, newly developed versions of CABS-flex and CABS-dock standalone, which are Python packages for highly efficient simulations of protein-peptide docking and protein structure flexibility will be presented. The applications and documentation are available at bitbucket.org/lcbio/cabsdock and bitbucket.org/lcbio/cabsflex.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:15

mgr Natalia Ostrowska (IFD UW)

Crowding może przyspieszać symulacje pełnoatomowe

Crowding can speed up all-atom simulations

Symulacje dynamiki molekularnej są prowadzone w środowisku wodnym, jednak w żywych komórkach, w których funkcjonują białka, stężenie makrocząsteczek dochodzi do 30%. Aby uwzględnić zatłoczone środowisko (crowding) w symulacjach pełnoatomowych, zaprojektowałam gruboziarniste crowdery, których można używać w NAMDzie. Crowdery udają naturalne środowisko komórkowe oraz przyspieszają symulacje. Podczas prezentacji zostaną omówione techniczne aspekty modelu oraz parametry "crowderów".

Molecular dynamics simulations of proteins are conducted in water environment, but living cells, where the proteins function, are crowded by macromolecules in up to 30%. To incorporate crowding into all-atom simulations I designed coarse-grained NAMD friendly crowders. They mimic natural cellular environment and also speed up the simulation. During the talk, technical aspects of the model will be explained and the parameters will be discussed.

room B2.38, Pasteura 5 at 14:00

mgr Aleksandra Dawidziak (IFD UW)

Czy EGFP tworzy formy amyloidowe? – poszukiwanie odpowiednich znaczników i wstępne wyniki badań

Does EGFP form amyloid structures? – The search for appropriate markers and preliminary results of the study

β-amyloidy to nieprawidłowo zwinięte białka, w których dominującymi elementami struktury drugorzędowej są struktury β. Obecność amyloidów jest stowarzyszona z występowaniem chorób neurodegeneracyjnych takich jak choroba Alzheimera czy Parkinsona, które stanowią olbrzymi problem związany z postępującym starzeniem się społeczeństwa. Czerwień Kongo (CR) oraz tioflawina T (ThT) są popularnymi znacznikami patologicznych form białkowych – ich interakcję z włóknami amyloidowymi obserwuje się metodami spektroskopowymi. CR posiada maksimum absorpcji w 498 nm, natomiast po związaniu z β-amyloidami maksimum przesuwa się do 541 nm. ThT jest znacznikiem fluorescencyjnym, którego intensywność fluorescencji z maksimum w 482 nm, po związaniu z patologicznym białkiem, wzrasta. Sprawdzono użyteczność CR oraz ThT w obecności środka denaturującego – chlorowodorku guanidyny (GdnHCl). ThT została wykorzystana do identyfikacji form amyloidowych w stosowanym na szeroką skalę znaczniku molekularnym - Białku Wzmocnionej Zielonej Fluorescencji (EGFP).

β-amyloids are improperly folded proteins with predominant β-sheet structures, which are harmful to the body. The presence of amyloids is associated with the occurrence of neurodegenerative diseases (Alzheimer's disease, Parkinson's disease), which are serious medical and social problems in an aging society. Congo Red (CR) and thioflavin T (ThT) are popular markers of pathological protein deposits. Their interactions with amyloid fibers are monitored by spectroscopic methods. Congo red has an absorption maximum at 498 nm, which, after binding to β-amyloid, shifts towards longer wavelengths, 541 nm. The fluorescence intensity of Thioflavin T (ThT) with the maximum at 482 nm increases after binding to β-amyloid structures. We have checked the possibility of using those markers in the amyloid study, in the presence of denaturant (GdnHCl). ThT has been used to identify amyloid forms in Enhanced Green Fluorescence Protein (EGFP), the widely used molecular marker.