Biotechnologia Chemiczna Leki i Kosmetyki

Transkrypt

1 Biotechnologia Chemiczna Leki i Kosmetyki Wydział Chemiczny Instytut Biotechnologii Zakład Technologii i Biotechnologii Środków Leczniczych Rok akademicki 2014/2015

2 Pracownicy Zakładu Dr hab. Maria Bretner, prof. PW Dr hab. Joanna Cieśla, prof. PW Dr hab. Michał Fedoryński, prof. PW Prof. dr hab. Magdalena Rakowska-Boguta Prof. dr hab. Elżbieta Wałajtys-Rode Doktoranci Mgr inż. Anna Antosiewicz Mgr inż. Konrad Chojnacki Mgr inż. Karolina Chreptowicz Mgr Emil Furmanek Mgr inż. Danuta Kończak Mgr Róża Pitruska Mgr Elżbieta Senkara Mgr inż. Katarzyna Skierka Mgr inż. Anna Sobiepanek Dr Małgorzata Adamczyk Dr inż. Joanna Główczyk-Zubek Dr inż. Tomasz Kobiela Dr inż. Anna Kowalkowska Dr Anna Kulińska Dr Jolanta Mierzejewska Dr Małgorzata Milner-Krawczyk Dr inż. Edyta Łukowska-Chojnacka Dr inż. Zbigniew Ochal Dr inż. Monika Wielechowska Dr Patrycja Wińska Dr inż. Tadeusz Zdrojewski Mgr inż. Paweł Borowiecki Mgr inż. Eliza Korzeniowska

3 Przygotowanie do: ZAŁOŻENIA - pracy w laboratorium badawczym - pracy w przemyśle biotechnologicznym, farmaceutycznym, kosmetycznym, chemii gospodarczej i ochronie środowiska - zarządzania własną firmą Kształcenie specjalistyczne obejmujące zagadnienia związane z: produkcją i działaniem leków, kosmetyków i biocydów wykorzystaniem enzymów i mikroorganizmów do otrzymywania związków biologicznie czynnych wykorzystaniem mikroorganizmów do produkcji białek systemy nadekspresji genów biologią systemów zastosowaniem nowoczesnych metod badawczych w biologii, biotechnologii i medycynie

4 PROGRAM STUDIÓW NA SPECJALNOŚCI Nowoczesne metody wytwarzania leków (W;2) Bioinformatyka (W;1 i Ćw;1) Wytwarzanie i modyfikacje białek (W;1) Kosmetologia (W;2) Technologia i biotechnologia surowców naturalnych (W;1) Laboratorium badania form kosmetycznych (L;2) Laboratorium specjalistyczne (L;5) sem.i sem. II Leki przeciwnowotworowe, przeciwwirusowe i przeciwbakteryjne (W;2) Farmakologia i systemy podawania leków (W;2) Proteomika (W;1) Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego (W;1) Techniki membranowe w zastosowaniach biomedycznych i kosmetycznych (W;2) Biologia systemów (W;1 i P;1) Seminarium specjalnościowe (S;1) Przedmioty obieralne z puli wydziałowej (W;1 lista FZ) Przedmioty obieralne z puli wydziałowej (W;2 lista FL) sem. III W wykład, Ćw ćwiczenia, L laboratorium, S seminarium, P projekt;liczba godzin w tygodniu

5 TREŚĆ PRZEDMIOTÓW sem. I i II Nowoczesne metody wytwarzania leków Technologia i biotechnologia surowców naturalnych Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego Kosmetologia Farmakologia i systemy podawania leków Czym są, skąd się biorą i jak działają związki biologicznie czynne? Jak opracować formę użytkową produktu?

6 TREŚĆ PRZEDMIOTÓW sem. I i II Bioinformatyka Proteomika Biologia systemowa Wytwarzanie i modyfikacje białek Techniki membranowe w zastosowaniach biomedycznych i kosmetycznych Bazy danych jak je przeszukiwać, jak składać genomy Identyfikacja białek, lokalizacja modyfikacji potranslacyjnych Konstrukcja modeli na podstawie danych proteomicznych, transkryptomicznych... Białka i enzymy - jak je wyodrębniać, badać, modyfikować Jak badać działanie związków in vitro

7 TREŚĆ PRZEDMIOTÓW sem. I i II Laboratorium badania form kosmetycznych Jak przejść od badań laboratoryjnych do produkcji? Laboratorium specjalistyczne Jak w praktyce wyizolować, oczyścić i zanalizować białko, obchodzić się z mikroorganizmami, zsyntetyzować związek biologicznie czynny? Wykorzystanie metod spektrofotometrycznych (UV, IR, NMR), chromatograficznych GC, HPLC, FPLC) i innych

8 WYKŁADY OBIERALNE Immunologia z ukierunkowaniem dla biotechnologów Wykorzystanie biotechnologii w medycynie nowe kierunki terapii Jak funkcjonuje nasz układ odpornościowy i jakie są metody wykorzystania jego elementów w terapii i diagnostyce? Co to są ryboprzełączniki, rybozymy, RNAi i inne i jak to można wykorzystać w terapiach różnych chorób?

9 WYKŁADY OBIERALNE Podstawowe surowce kosmetyczne Substancje zapachowe i aromaty spożywcze Związki naturalne proekologiczne biocydy Co jest w kosmetykach? Dlaczego coś pachnie i dlaczego może się podobać? Jak je pozyskiwać i przetwarzać w formy użytkowe?

10 Główne kierunki badań naukowych w ZTiBŚL Badanie mikroorganizmów mezofilnych i psychrofilnych wytwarzających biokatalizatory przydatne w przemysłowym zastosowaniu reakcji hydrolizy racemicznych estrów i amidów, transestryfikacji alkoholi i amin, redukcji ketonów. selekcja wyizolowanych szczepów pod kątem ich aktywności proteolitycznej, lipolitycznej oraz amylolitycznej

11 Identyfikacja aktywnych enzymów psychrofilnych i opracowanie metod otrzymania rekombinacyjnych białek w różnych systemach ekspresyjnych Nadprodukcja w systemach bakteryjnych białek stanowiących cele chemioterapeutyczne kinaza kazeinowa CK2, syntaza tymidylanowa, reduktaza dihydrofolianowa, fosforylaza nukleozydów purynowych Mutacje punktowe, badania mechanizmu reakcji i inhibicji Badania fosforylacji enzymów będących molekularnymi celami w chemioterapiach (TS, DHFR) oraz wpływu tej modyfikacji na właściwości enzymów

12 Badania nad wykorzystaniem biokatalizatorów do otrzymywania substancji optycznie czynnych i biologicznie aktywnych w grupie pochodnych benzoazoli i innych układów heterocyklicznych Y X N S O OR Enzym ( lipaza) rozp./h 2 O Y X N S O OH Y X N S O OR X = NH, NCH 3, S, O; R = CH 3, C 2 H 5 (R) (S) Y = H, SO 2 CH 3-n Z n, Z = Cl, F, n = 1, 2 Stosowane lipazy 1. Amano PS - Lipaza z Pseudomonas fluorescens 2. Amano A - Lipaza z Aspergillus niger 3. Nowozym Lipaza z Candida antarctica immob. 4. Chirazym L-2, c.f. - Lipaza z Candida antarctica immob. 5. Lipozym IM, - Lipaza z Mucor miechei immob. Stosowane rozpuszczalniki: TBME, toluen, heksan, i-pr 2 O, THF Temperatury reakcji: 25 o C, 30 o C, 35 o C, 40 o C, 50 o C

13 Badania nad wykorzystaniem mikroorganizmów do otrzymywania substancji optycznie czynnych i biologicznie aktywnych w grupie pochodnych benzoazoli i innych układów heterocyklicznych.

14 Optymalizacja warunków hodowli szczepu Flavobacterium sp. 11E3, wyizolowanego z próbki gleby antarktycznej pozwalająca na wydajną produkcję zeaksantyny przez ten szczep. Zeaksantyna - naturalny barwnik występujący w wielu owocach i warzywach, stosowana jako barwnik spożywczy, barwnik kosmetyczny, składnik suplementów diety, składnik karm dla drobiu

15 Opracowanie metody produkcji 2-fenyloetanolu (aromat różany) przy użyciu drożdży Badania nad bioprodukcją w bakteriach czystych enancjomerów kwasu mlekowego użytecznego do syntezy biodegradowalnego polilaktydu. Badanie mechanizmów segregacji plazmidów istotnych w otrzymywaniu organizmów o cechach pożądanych w zastosowaniach biotechnologicznych.

16 Badanie działania cytotoksycznego i proapoptotycznego pochodnych heterocyklicznych syntetyzowanych w ZTBŚL, w stosunku do wybranych linii komórkowych. Badanie działania przeciwdrobnoustrojowego pochodnych heterocyklicznych z wykorzystaniem posiadanej kolekcji szczepów bakterii Gram-dodatnich, Gram-ujemnych, drożdży oraz grzybów strzępkowych. Kompleksowe pomiary aktywności enzymów szlaku glikolizy i glukoneogenezy w mutancie pozbawionych Maf1 oraz mutancie o obniżonej aktywności katalitycznej polimerazy III RNA w różnych warunkach wzrostu. Pomiary wpływu aktywności polimerazy III RNA na ekspresję genów kodujących enzymy metaboliczne szlaków glikolizy i glukoneogenezy. Wpływ inaktywacji represora Maf1 na produkcję etanolu u drożdży

17 Badania oddziaływań oligosacharydów z lektynami znajdującymi się na powierzchni komórek czerniaka (współpraca z Instytutem Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie). Wpływ promieniowania UV oraz wybranych związków na przeżywalność i właściwości mechaniczne komórek skóry (współpraca naukowo-badawcza z Laboratorium Kosmetycznym Dr Irena Eris Sp. z o.o). Badania nowych surowców kosmetycznych (współpraca z Laboratorium Procesów Technologicznych) Badania biozgodności membran kompozytowych i biodostępności substancji czynnych stosowanych zewnętrznie, badania adhezji komórek skóry na membranach biodegradowalnych oraz procesów przenikania przez membrany (współpraca z Pracownią Membran Półprzepuszczalnych i Bioreaktorów IBIB PAN) A B 70x70 mm 70x70 mm Obrazy AFM keratynocytów - (A) - keratynocyty kontrolne, (B) - keratynocyty poddane działaniu środków powierzchniowo czynnych

18 WSPÓŁPRACA University of Southern Denmarka (Dania) University of Surrey (Wielka Brytania) University of Liverpool (Wielka Brytania) Instytut Chemii Organicznej PAN Instytut Chemii Fizycznej PAN Instytut Biochemii i Biofizyki PAN Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN Instytut Przemysłu Organicznego Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego, Państwowy Zakład Higieny Instytut Chemii i Technologii Jądrowej Instytut Chemii Przemysłowej Nuco Pollena Aroma Celon-Pharma Współpraca naukowa Dyplomy Praktyki Staże Doktoraty

19 WSPÓŁPRACA Polskie przedstawicielstwa firm produkujących surowce kosmetyczne (BASF, Croda, Hamburska Spółka Handlowa) - pomoc w zaopatrzeniu laboratoriów

20 Losy absolwentów Studia doktoranckie w Polsce: Wydział Chemiczny PW, Wydział Chemii UW, IChO PAN, IBB PAN, IBD PAN, Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej Studia doktoranckie za granicą: Wielka Brytania, Niemcy, Szwecja Praca: Instytut Farmaceutyczny, Instytut Przemysłu Organicznego, Celon-Pharma, Adamed, Bioton S.A., WZF Polfa Karolkowa, Dermika, Oriflame, Bell, Eris, Avon

21 Dziękuję za uwagę