Badania struktury i aktywności nietypowego enzymu dekapującego ze Świdrowca nagany Białko TbALPH1 zostało zidentyfikowane jako enzym dekapujący w pasożytniczym pierwotniaku, świdrowcu nagany Trypasonoma brucei (Kramer S., 2017, PLOS Pathogens 13(6): e1006456). To pierwszy przypadek przypisania takiej funkcji białku z rodziny fosfataz ApaH - u wszystkich pozostałych eukariontów reakcję tę przeprowadza inny enzym dekapujący z rodziny Nudix, Dcp2. Projekt ma na celu uzyskania doświadczalnego modelu strukturalnego tego białka, co pozwoli na wgląd w nowy unikalny mechanizm dekapowania i ważny krok w metabolizmie RNA świdrowców. Otrzymana struktura może również pozwolić na zaprojektowanie leków przeciwpasożytniczych. Projekt wykonywany jest we współpracy z Susanne Kramer z Uniwersytetu w Würzburgu. Konstrukt białkowy uzyskany zostanie przez ekspresję w hodowli bakteryjnej i oczyszczanie przy pomocy niskociśnieniowej chromatografii cieczowej. Badania struktury białka obejmą próby krystalizacji, również z ligandami (analogami kapu i RNA). Uwaga: wymagane doświadczenie w pracy z metodami biologii molekularnej i wiedza dotycząca biochemii białek projekt ma charakter interdyscyplinarny. Kierunki studiów: chemia, inżynieria nanostruktur, energetyka i chemia jądrowa. Projekt doskonale nadaje się dla biologiczno-chemicznych studentów MISMaP. Dr Maria Górna, Grupa Biologii Strukturalnej, Pracownia Krystalochemii, mgorna@chem.uw.edu.pl, tel. 22 55 26 685. Strona grupy badawczej: http://gorna.uw.edu.pl
Synteza i badanie aktywności cząsteczek mających potencjalne zastosowania w badaniach funkcji białek i rozwoju nowych antybiotyków. Celem projektu jest opracowanie zupełnie nowej strategii działania antybiotyków na zasadzie indukowania degradacji wybranych białek bakteryjnych przy użyciu małych cząsteczek lub peptydów. Poszukiwać będziemy chimerycznych cząsteczek, które jednym końcem wiązać będą docelowe białko, a drugim końcem proteazę, która to białko potnie i usunie. Będziemy musieli uzyskać pierwsze chimeryczne cząsteczki wiążące bakteryjne proteazy i wykazać ich skuteczność w komórkach bakteryjnych. Powodzenie projektu oznaczać będzie otworzenie nowej drogi rozwoju antybiotyków i poprawy wydajności już istniejących antybiotyków. Stworzone w wyniku projektu chemiczne narzędzia mogą również zostać użyte do badania funkcji rozmaitych białek - możemy sprawdzać, co stanie się z bakterią po usunięciu wybranego białka, bez ingerencji w jej geny. W ramach projektu rozpoczniemy syntezę kandydatów na pierwsze chimeryczne związki połówki chimer, obdarzone linkerami, które będziemy następnie łączyć w chimery za pomocą reakcji typu CLICK. Mogą to być peptydy, analogi antybiotyków lub pochodne dobrze znanych ligandów. Gotowe związki przetestujemy pod względem wiązania białek in vitro i w bakteriach. Projekt wykonywany jest we współpracy dr Marii Górnej i dr Rafała Wieczorka w ramach projektu FIRST TEAM FNP dr Marii Górnej (https://www.fnp.org.pl/ponad-26-mln-zl-od-fnp-napowstanie-pierwszych-zespolow-badawczych). Możliwa jest kontynuacja udanej współpracy w ramach pracy magisterskiej w kolejnych latach i ubieganie się o 1,5-roczne stypendium. Kierunki studiów: chemia, inżynieria nanostruktur, energetyka i chemia jądrowa. Dr Maria Górna, Grupa Biologii Strukturalnej, Pracownia Krystalochemii, mgorna@chem.uw.edu.pl, tel. 22 55 26 685. Strona grupy badawczej: http://gorna.uw.edu.pl Dr Rafał Wieczorek, Pracownia Peptydów, wieczorek@chem.uw.edu.pl, tel. 22 55 26 253.
Oczyszczanie oraz badania biochemiczne i strukturalne nad białkami z rodziny USP System ubikwityna-proteasom (UPS) jest głównym układem regulującym degradację białek oraz ważnym regulatorem homeostazy. Deubikwitynazy (DUBs) są odpowiedzialne za usuwanie ubikwityny z białek co prowadzi do zmian w stabilności oraz funkcji tych białek. Najbardziej rozpowszechnioną rodziną DUB są białka USP, których zaburzone funkcjonowanie może prowadzić do transformacji nowotworowej. Zależność komórek rakowych od USP czyni te białka atrakcyjnym celem dla rozwoju selektywnych leków antynowotworowych. Co ważne, poziom tych białek jest selektywnie podwyższony w nowotworach a ich inhibicja ma ograniczony wpływ na prawidłowe komórki. W projekcie zajmiemy się ekspresją i oczyszczaniem a następnie badaniami krystalograficznymi nad białkami USP oraz ich oddziaływaniami z wybranymi inhibitorami w celu opracowania nowej klasy selektywnych leków antynowotworowych. Kompleksy białko inhibitor zostaną poddane badaniom strukturalnym przy pomocy krystalografii rentgenowskiej oraz dokowaniu ligandów in silico. Znajomość takich struktur będzie pomocna w zaprojektowania silniejszych inhibitorów tych białek, które mogą znaleźć zastosowania kliniczne w leczeniu raka oraz w badaniach biochemicznych. [Projekt może być realizowany na kierunku Chemia] [Kierownik pracy dyplomowej: dr Marcin Ziemniak, grupa prof. Krzysztofa Woźniaka, mziemniak@chem.uw.edu.pl] [https://gorna.uw.edu.pl/en/research/projects Abstrakt graficzny:
Mutanty delecyjne białka USP1 oraz ich właściwości System ubikwityna-proteasom (UPS) jest głównym układem regulującym degradację białek oraz ważnym regulatorem homeostazy. Deubikwitynazy (DUBs) są odpowiedzialne za usuwanie ubikwityny z białek co prowadzi do zmian w stabilności oraz funkcji tych białek. Najbardziej rozpowszechnioną rodziną DUB są białka USP, których zaburzone funkcjonowanie może prowadzić do transformacji nowotworowej. Zależność komórek rakowych od USP czyni te białka atrakcyjnym celem dla rozwoju selektywnych leków antynowotworowych. Co ważne, poziom tych białek jest selektywnie podwyższony w nowotworach a ich inhibicja ma ograniczony wpływ na prawidłowe komórki. W projekcie zajmiemy się uzyskaniem kilku mutantów białka USP1 pozbawionych obszarów mogących pełnić funkcje fizjologiczne. Po uzyskaniu konstruktów tych białek zajmiemy się ich ekspresją i oczyszczaniem a następnie badaniami biochemicznymi, obejmującymi m.in. oddziaływanie z wybranymi inhibitorami w celu opracowania nowej klasy selektywnych leków antynowotworowych. Ponadto kompleksy białko inhibitor zostaną poddane badaniom strukturalnym przy pomocy krystalografii rentgenowskiej oraz dokowaniu ligandów in silico. [Projekt może być realizowany na kierunku Chemia] [Kierownik pracy dyplomowej: dr Marcin Ziemniak, grupa prof. Krzysztofa Woźniaka, mziemniak@chem.uw.edu.pl] [https://gorna.uw.edu.pl/en/research/projects] Abstrakt graficzny:
Rola doboru bazy orbitali atomowych w obliczeniach walencyjnych stanów wzbudzonych dla wybranych cząsteczek organicznych Mimo nieustającego postępu w dziedzinie obliczeń ab initio wzbudzeń elektronowych dobór właściwej bazy orbitalnej pozostaje ciągle poza strefą black box. Wynika to po części z faktu, że charakter stanów wzbudzonych jest o wiele bardziej różnorodny niż to jest dla stanu podstawowego. Rozwiązaniem tego problemu może być skoncentrowanie się wyłącznie na określonych typach wzbudzeń, np. na wzbudzeniach walencyjnych, wzbudzeniach z przeniesieniem ładunku lub rydbergowskich podczas optymalizacji baz. Celem pracy będzie sprawdzenie jakości istniejących baz orbitalnych w odtwarzaniu wybranych stanów wzbudzonych dla kilku reprezentatywnych cząsteczek organicznych, których wielkość umożliwia przeprowadzenie obliczeń dla dużych baz w użyciem metod skorelowanych, oraz wystawienie,,rekomendacji'' najlepszym bazom. W wersji bardziej ambitnej student wykona także samodzielnie optymalizację nowej bazy (lub baz), ukierunkowanych na dokładne odtwarzanie wybranych wzbudzonych stanów elektronowych. Obliczenia będą wykonane z użyciem dostępnych funkcjonalności programu Molpro. [chemia, chemia i energetyka jądrowa, inżynieria nanostruktur] [dr hab. Tatiana Korona, Pracownia Chemii Kwantowej, tania@chem.uw.edu.pl, tel. 225526381] []
Zmiana własności cząsteczek pod wpływem ograniczeń przestrzennych [Z uwagi na coraz bardziej powszechne zastosowanie fulerenów i nanorurek zagadnienie zmiany własności cząsteczek pod wpływem ograniczeń przestrzennych przestało być problemem czysto akademickim. W proponowanej pracy student zbada, jak zmieniają się własności wybranej cząsteczki (np. wody lub małej cząsteczki organicznej) pod wpływem,,ściany" odpychającej. Obliczenia będą wykonane z użyciem dostępnych funkcjonalności programu Molpro.] [chemia, chemia i energetyka jądrowa, inżynieria nanostruktur] [dr hab. Tatiana Korona, Pracownia Chemii Kwantowej, tania@chem.uw.edu.pl, tel. 225526381]