Poczta Kalendarz USOS System rezerwacji sal Archiwum prac dyplomowych Moodle Mendeley Facebook
.

Zakład Biofizyki

20160830_9999_18

 Kierownik

 

 

Pracownicy

Doktoranci

(tel. 71-375-6245, KEBB pokój 3.14)

  • mgr Małgorzata Rydzy
  • mgr Jakub Sławski
  • mgr Michał Tracz
  • mgr Ambroise Wu

 

 


Tematyka badań

Główne kierunki badań 

 

 

  • badania białek fotosyntetycznych, ich biosyntezy, zależności struktury i funkcji, oraz dokładnego poznania ich funkcji w przypadku gdy jest jeszcze nieznana (PetJ1 i RbcX). 
  • badanie kompleksu białkowego ABCA1 (rodzina transporterów ABC (ATP-Binding Cassette) i jego wpływu na kontrolę oraz utrzymanie organizacji błony komórkowej w żywych komórkach.
  • badanie mechanizmów transferu energii w nanohybrydowych (zbudowanych z białek i nanomateriałów) łańcuchach i sieciach.

 

Szczegółowy opis zagadnień badawczych

    • Badania nad białkami chaperonowymi zaangażowanymi w biosyntezę karboksylazy/oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu (Rubisco) mają na celu poznanie ich struktury oraz mechanizmu działania. W ramach naszych prac podjęliśmy się charakterystyki dwóch grup białek uczestniczących w składaniu wspomnianego enzymu – RbcX z Arabidopsis thaliana, a także sinicowych i roślinnych białek RAF1 (Rubisco Accumulation Factor 1).
    • Badania nad ubikwitynylacją białek chloroplastowych. Biogeneza plastydów jest bezpośrednio regulowana poprzez system UPS (ubiquitin-proteasome system). Zaangażowane w ten proces białka, takie jak chloroplastowe białko SP1, będąca ligazą E3 ubikwityny, regulują, które białka są importowane do chloroplastu, a tym samym proteom tego organellum i jego los, czyli interkonwersje plastydów. Manipulacje chloroplastowymi ligazami E3 mogą mieć potencjalnie duże zastosowania w biotechnologii roślin poprzez kontrolowanie takich procesów rozwojowych jak dojrzewanie owoców w pomidorach i cytrusach, gdy chloroplasty przekształcane są w chromoplasty.
    • Badania białka ABCA1 i jego wpływu na kontrolę oraz utrzymanie organizacji błony komórkowej w żywych komórkach. U ssaków, białko ABCA1 należące do rodziny transporterów ABC (ATP-Binding Cassette) odgrywa kluczową rolę w eliminacji cholesterolu z makrofagów za pośrednictwem lipoprotein HDL w szlaku odwrotnego transportu cholesterolu. Mutacje genu ABCA1 powodują chorobę Tangier, która prowadzi do gromadzenia się cholesterolu w tkankach, powodując tym samym powstanie przedwczesnej miażdżycy i choroby wieńcowej. Wiele danych wskazuje na to, że na poziomie molekularnym transporter ten może modulować lokalnie skład lipidowy błony komórkowej m.in. poprzez transport (tzw. „flop”) fosfatydyloseryny i fosfatydylocholiny z wewnętrznego listka błony cytoplazmatycznej do listka zewnętrznego. Wpływa to z kolei na miejscową organizację i dostępność cholesterolu dla lipoprotein HDL, ale również na aktywność innych białek błonowych, w tym ważnych receptorów na powierzchni komórek, których prawidłowe funkcjonowanie zależy od określonego składu lipidowego błony (np. występowanie tratw czy nanodomen lipidowych, lipid rafts). Do realizacji naszych badań wykorzystujemy techniki spektroskopii fluorescencji (Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS), mikroskopii czasu życia fluorescencji (FLIM), mikroskopii FT-IR oraz klasyczne techniki biochemii, biologii molekularnej i biologii komórkowej.
    • Badania skupiające się na konstruowaniu dwu- i więcej elementowych układów bionanohybrydowych, oraz badaniu transferu energii w obrębie takich układów. Bionanohybryda zawiera elementy biotyczne i abiotyczne. U nas elementami biotycznymi będą białka o aktywności redoks, oraz związki drobnocząsteczkowe, jak chinony, które również w naturze zaangażowane są w transfer elektronów. Elementami abiotycznymi są natomiast nanocząstki, głównie kropki kwantowe, czyli nanometrowych rozmiarów kryształy substancji półprzewodnikowych, o unikalnych własnościach spektroskopowych. Do badań wykorzystamy przede wszystkim metody fluorescencyjne (steady state, czasoworozdzielczą, także w odmianie powiązanej z mikroskopia konfokalną), ale również szereg innych metod (np.spektrometria FTIR, mikroskopia sił atomowych, ale również sączenie molekularne, metody elektroforetyczne etc.).
    • Badanie cytochromów c6 (PetJ1 i PetJ2) występujących w sinicy Synechococcus sp. PCC7002, mają na celu ich dokładną charakterystykę, wyjaśnienie roli dodatkowej pętli 7 aminokwasów występującej w PetJ1 oraz funkcji drugiego cytochromu PetJ2. Ten drugi cytochrom pomimo dużego podobieństwa sekwencji aminokwasowej (55%) znacznie różni się potencjałem redoks i pJ. Przypomina niedawno odkryty w roślinach wyższych i Chlamydomonas reinhardtii cytochrom c6A.
    • Badanie karboksylazy rybulozo-1,5-bisfosforanu z termofilnej sinicy Thermosynechococcus elongatus mają na celu dokładne poznanie zależności współczynnika specyficzności od budowy tego enzymu. Są częścią szerszych badań, których celem jest polepszenie parametrów kinetycznych enzymu, a w efekcie końcowym polepszenie wydajności fotosyntezy. Pracujemy również nad możliwością ekspresji tego enzymu z termofilnej sinicy o lepszych parametrach kinetycznych w organizmach mezofilnych. W skład operonu wchodzi gen kodujący białko RbcX, o który wiadomo tylko, że poprawia wydajność biosyntezy karboksylazy. Celem naszym jest charakterystyka tego białka i dokładne wyjaśnienie jego funkcji w czasie biosyntezy karboksylazy.

 

Wyposażenie naukowe

  • Spektrofotometr DU 800 (Beckman Coulter).
  • Spektrofluorymetr FS5 (Edinburgh Instruments) z możliwością pomiaru czasu zycia fluorescencji (wzbudzenie pikosekundowe 280 nm, 405 nm, 475 nm i 670 nm).
  • Spektrometr podczerwieni z transformatą Fouriera (Cary 630), z przystawką diamentową do pomiaru w pojedyńczym odbiciu.
  • System do chromatografii cieczowej Akta Purifier (Amersham Pharmacia Biotech).
  • Układ do pomiaru korelacji fluorescencji w zmiennym polu (svFCS).
  • Elektroda tlenowa typu Clarck’a (Hansatech).
  • Komora klimatyczna  do uprawy roślin (Sanyo).

Ostatnie doktoraty

  • Cytochromy sinicowe – struktura a właściwości (Paweł Zatwarnicki, 2014)
  • Rola białka RbcX z cyjanobakterii i roślin wyższych w biosyntezie karboksylazy-oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu (Piotr Kolesiński, 2012)
  • Białko RbcX z Thermosynechococcus elongatus – struktura i funkcja (Mirosław Tarnawski, 2009)
  • Cytochromy c z mezofilnej sinicy Synechococcus sp.PCC 7002 (Wojciech Białek, 2009)
  • Badania nad wbudowaniem apocytochromu b6 w błonę biologiczną (Katarzyna Hombek-Urban, 2007)
  • Charakterystyka karboksylazy-oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu (rubisko) z termofilnej sinicy Thermosynechococcus elongatus (Rafał Bartoszewski, 2005)

 

Reprezentatywne tematy prac magisterskich

  • Wstępna charakterystyka funkcjonalna i strukturalna domen białka Raf 1 z Synechocystis sp. PCC 6803. (Gabriel Skwarek, 2017)
  • Delecja genu raf1 z sinicy Synechocystis sp. PCC6803. (Małgorzata Rydzy, 2015)
  • Nadekspresja białek w systemach roślinnych. (Monika Piechaczek, 2013)
  • Przygotowanie i charakterystyka roślin A. thaliana pozbawionych ekspresji proteaz typu m-AAA. (Agnieszka Kurczewska, 2011)
  • Badanie białek fotosyntetycznych metodą krystalograficzną. (Barbara Terlecka, 2009)
  • Analiza wyizolowanego RNC z chloroplastów elektroforezą dwukierunkową. (Anna Wójcik, 2008)
  • Cytochrom cM z cyjanobakterii Synechococcus sp. PCC7002 – ekspresja w komórkach E.coli. (Emilia Szóstak, 2008)
  • RbcX z Arabidopsis thaliana – ekspresja w Escherichia coli i oczyszczanie przy użyciu systemu IMPACT-CN (NEB). (Radosław Pluta 2008)

Wybrane publikacje

Udział w programach badawczych

    • Projekt badawczy NCN Sonata Bis 2016/22/E/NZ/00673 pt. „Mechanizmy transferu energii w bionanohybrydowych łańcuchach i sieciach.” (2017-2022) – projekt realizowany, kierownik projektu: dr Joanna Grzyb
    • Projekt badawczy NCN OPUS 2016/21/B/NZ3/00343 pt. „Związek między aktywnością transporterów ABC, a reorganizacją błony komórkowej i toksycznością amfoterycyny B w komórkach ssaków.” (2017-2020) – projekt realizowany, kierownik projektu: dr Tomasz Trombik
    • Projekt badawczy NCN Sonata 2015/19/D/NZ1/02790 pt. „SPL1/SPL2 oraz ubikwitynylacja w kontroli importu białek do chloroplastów.” (2016-2019) – projekt realizowany, kierownik projektu: dr Wojciech Białek
    • Projekt badawczy NCN Sonata 2013/09/D/NZ1/00185 pt. „Białka chaperonowe zaangażowane w biosyntezę karboksylaz/oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu.” (2013-2017) – kierownik projektu: dr Piotr Kolesiński
    • Projekt badawczy nr N N303 817640 pt.: „Struktury cytochromów cM, podobnych do c6 oraz f z sinic i roślin wyższych” (2011–2014) – kierownik projektu: prof. Andrzej Szczepaniak
    • Projekt promotorski nr N N303 415637 pt. „Rola białka RbcX z cyjanobakterii i roślin wyższych w biosyntezie karboksylazy/oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforsnu” (2009-2011) – kierownik projektu: prof. Andrzej Szczepaniak
    • Projekt badawczy własny MNiSW nr N N N301 464434 pt. „Wbudowanie cytochromu b6 w błonę tylakoidów” (2008-2011) – kierownik projektu: dr Jarosław Króliczewski.
    • Projekt badawczy własny MNiSW nr N N303 330334 pt. „Karboksylaza/oksygenaza rybulozo -1,5 –bisfosforanu z termofilnej sinicy Thermosynechococcus elongatus.” (2008 -2011) – kierownik projektu: prof. Andrzej Szczepaniak.
    • Projekt badawczy promotorski MNiSW nr N303 3856 33 pt. „Cytochromy c6 z mezofilnej sinicy Synechococcus sp. 7002” (2007-2009)– kierownik projektu: prof. Andrzej Szczepaniak.

 

 

 


Zakład Biofizyki w Auli Leopoldyńskiej
Od lewej (u góry) Gosia Rydzy, Michał Tracz, Jakub Sławski;
(po środku) Natalia Łazarewicz, Tomek Trombik, prof. Andrzej Szczepaniak, Joanna Grzyb;
(u dołu): Martyna Trojnar, Ambroise Wu, Sylwia Siadul.