Tematy prac licencjackich dla studentów specjalności Biofizyka molekularna na kierunku Zastosowanie fizyki w biologii i medycynie w r. akad.



Podobne dokumenty
Tematy prac magisterskich w r. akad. 2012/2013 dla studentów specjalności

ul. Żwirki i Wigury Warszawa Prof. dr hab. Paweł Kowalczyk Zastępca Dyrektora Instytutu Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW:

Tematy prac licencjackich dla studentów specjalności Biofizyka molekularna na kierunku Zastosowanie fizyki w biologii i medycynie w r. akad.

TEMATY PRAC LICENCJACKICH DLA STUDENTÓW SPECJALNOŚCI BIOFIZYKA MOLEKULARNA

Zakład Chemii Teoretycznej i Strukturalnej

Ultrawirowanie analityczne uniwersalna technika hydrodynamicznych i termodynamicznych badań cząsteczek biologicznych

PRZEBIEG EGZAMINU LICENCJACKIEGO DLA KIERUNKU ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE specjalność BIOFIZYKA MOLEKULARNA

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Olsztyn, 12 listopada 2015 r.

Przemiana materii i energii - Biologia.net.pl

ĆWICZENIA Z BIOCHEMII

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

KATEDRA CHEMII BIOMEDYCZNEJ

SPIS TREŚCI OD AUTORÓW... 5

Opis zakładanych efektów kształcenia OPIS ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

TRANSKRYPCJA - I etap ekspresji genów

TATA box. Enhancery. CGCG ekson intron ekson intron ekson CZĘŚĆ KODUJĄCA GENU TERMINATOR. Elementy regulatorowe

Warszawa, 25 sierpnia 2016

Chemia bionieorganiczna / Rosette M. Roat-Malone ; red. nauk. Barbara Becker. Warszawa, Spis treści

Nukleotydy w układach biologicznych

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

Wykład 14 Biosynteza białek

EKSTRAHOWANIE KWASÓW NUKLEINOWYCH JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

STUDIA I STOPNIA NA KIERUNKU ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE. specjalność Biofizyka molekularna

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

PRZEBIEG EGZAMINU LICENCJACKIEGO DLA KIERUNKU ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE

Lek od pomysłu do wdrożenia

etyloamina Aminy mają właściwości zasadowe i w roztworach kwaśnych tworzą jon alkinowy

7. Opiekun: prof. dr hab. Borys Kierdaszuk

ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE Specjalność: Biofizyka molekularna. 3-letnie studia I stopnia (licencjackie)

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Nowoczesne systemy ekspresji genów

Program studiów II stopnia dla studentów kierunku chemia od roku akademickiego 2015/16

TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Program studiów II stopnia dla studentów kierunku chemia od roku akademickiego 2016/2017. Semestr 1M

prof. dr hab. Maciej Ugorski Efekty kształcenia 2 Posiada podstawowe wiadomości z zakresu enzymologii BC_1A_W04

WYKŁAD: Klasyczny przepływ informacji ( Dogmat) Klasyczny przepływ informacji. Ekspresja genów realizacja informacji zawartej w genach

JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

PRACOWNIA Z BIOFIZYKI DLA ZAAWANSOWANYCH

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

Badanie oddziaływania polihistydynowych cyklopeptydów z jonami Cu 2+ i Zn 2+ w aspekcie projektowania mimetyków SOD

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

CF 3. Praca ma charakter eksperymentalny, powstałe produkty będą analizowane głównie metodami NMR (1D, 2D).

PRACOWNIA CHEMII. Równowaga chemiczna (Fiz2)

Moduły kształcenia. Efekty kształcenia dla programu kształcenia (kierunku) MK_06 Krystalochemia. MK_01 Chemia fizyczna i jądrowa

Wielofunkcyjne bialko CBC dynamika wiazania konca 5 mrna

dr hab. Mikołaj Olejniczak, prof. UAM Zakład Biochemii 16 grudnia 2018, Poznań

Czy żywność GMO jest bezpieczna?

Wzorcowe efekty kształcenia dla kierunku studiów biotechnologia studia pierwszego stopnia profil ogólnoakademicki

SEMINARIUM 8:

Geny i działania na nich

Joanna Bereta, Aleksander Ko j Zarys biochemii. Seria Wydawnicza Wydziału Bio chemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego

Zakresy promieniowania. Światło o widzialne. długość fali, λ. podczerwień. ultrafiolet. Wektor pola elektrycznego. Wektor pola magnetycznego TV AM/FM

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Efekty przewidziane do realizacji od semestru zimowego roku akademickiego

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz. Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, Warszawa

ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE Specjalność: Projektowanie molekularne i bioinformatyka. 3-letnie studia I stopnia (licencjackie)

O C E N A rozprawy doktorskiej mgr Pauliny Fortuny pt. Projektowanie i synteza inhibitorów oddziaływania białko-białko dla układów

Badanie oddziaływań związków biologicznie aktywnych z modelowymi membranami lipidowymi

Wyznaczenie struktury i dynamiki białka CsPin oraz jego oddziaływania z modelowymi peptydami metodami spektroskopii NMR

Kombinatoryczna analiza widm 2D-NOESY w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego cząsteczek RNA. Marta Szachniuk

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Badanie dynamiki białek jądrowych w żywych komórkach metodą mikroskopii konfokalnej

CHARAKTERYSTYKI SPEKTRALNE UTLENIONEJ I ZREDUKOWANEJ FORMY CYTOCHROMU C

Identyfikacja substancji pochodzenia roślinnego z użyciem detektora CORONA CAD

EWA PIĘTA. Streszczenie pracy doktorskiej

Dane mikromacierzowe. Mateusz Markowicz Marta Stańska

Mechanizmy działania i regulacji enzymów

Pytania Egzamin magisterski

ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE Specjalność: Biofizyka molekularna. 2-letnie studia II stopnia (magisterskie)

Metody analizy fizykochemicznej związków kompleksowych"

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. ILOŚCIOWE ZBADANIE SZYBKOŚCI ROZPADU NADTLENKU WODORU.

TEMATY PRAC MAGISTERSKICH (rok akad. 2013/2014) Fizyka, II stopień; specjalność Biofizyka ZFBM, II stopień; specjalność Biofizyka molekularna

Analiza instrumentalna

Podkowiańska Wyższa Szkoła Medyczna im. Z. i J. Łyko. Syllabus przedmiotowy 2016/ /2019

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) / z dnia r.

WYNALAZKI BIOTECHNOLOGICZNE W POLSCE. Ewa Waszkowska ekspert UPRP

IZOLACJA KWASÓW NUKLEINOWYCH WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU- 7 ECTS PRZEDMIOT PROGOWY!!!

Spis treści CZĘŚĆ I. PROCES ANALITYCZNY 15. Wykaz skrótów i symboli używanych w książce... 11

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 2

Specjalność (studia II stopnia) Oczyszczanie i analiza produktów biotechnologicznych

Plan studiów na kierunku studiów wyższych: BIOCHEMIA studia pierwszego stopnia, profil ogólnoakademicki

Proteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich lub prawie wszystkich białek komórkowych

Laboratorium 4. Określenie aktywności katalitycznej enzymu. Wprowadzenie do metod analitycznych. 1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Dominika Stelmach Gr. 10B2

Metody analizy białek - opis przedmiotu

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

ZASTOSOWANIA FIZYKI W BIOLOGII I MEDYCYNIE Specjalność: Projektowanie molekularne i bioinformatyka. 2-letnie studia II stopnia (magisterskie)

Emisja spontaniczna i wymuszona

Wydział Przyrodniczo-Techniczny UO Kierunek studiów: Biotechnologia licencjat Rok akademicki 2009/2010

Plan studiów na kierunku studiów wyższych: BIOCHEMIA studia pierwszego stopnia, profil ogólnoakademicki

Chemiczne składniki komórek

Transkrypt:

Tematy prac licencjackich dla studentów specjalności Biofizyka molekularna na kierunku Zastosowanie fizyki w biologii i medycynie w r. akad. 2012/2013 1. Badanie enzymatycznej hydrolizy dinukleotydowych analogów kapu katalizowanej przez białko DcpS opiekun dr Elżbieta Bojarska, 55 40 779, elab@biogeo.uw.edu.pl Aktywność hydrolityczna enzymów DcpS pełni kluczową rolę w ostatnim etapie jednego z podstawowych szlaków degradacji mrna, w kierunku 3 5. Substratami DcpS są dinukleotydowe analogi kapu m 7 GpppN oraz dłuższe fragmenty zawierające do 10 nukleotydów. W wyniku hydrolizy powstaje m 7 GMP oraz ppn (lub difosforan oligonukleotydu). Białka DcpS należą do rodziny hydrolaz HIT, które w centrum wiążącym mają ewolucyjnie zachowany motyw 3 reszt histydynowych. Dwie histydyny biorą udział w wiązaniu grup fosforanowych cząsteczki substratu, natomiast trzecia histydyna pełni rolę czynnika nukleofilowego w reakcji enzymatycznej. O specyficzności enzymów DcpS decyduje dodatni ładunek w wyniku obecności grupy metylowej w pozycji N7 guanozyny. Oddziaływanie warstwowe dodatnio naładowanej 7-metyloguanozyny z resztami aromatycznymi białka umożliwia wiązanie kapu. Warunkiem przebiegu reakcji hydrolizy jest obecność mostka trifosforanowego w cząsteczce substratu (mono- lub dinukleotydu), chociaż do utworzenia kompleksu wystarczą tylko dwie grupy fosforanowe. Na szybkość hydrolizy mają wpływ modyfikacje w obrębie nukleozydów. Praca licencjacka będzie polegała na zbadaniu enzymatycznej hydrolizy wybranych dinukleotydowych analogów kapu modyfikowanych w obrębie jednego lub obydwu nukleozydów. Do analizy przebiegu reakcji katalizowanej przez białko DcpS zostanie wykorzystana metoda fluorescencji oraz wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). 2. Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) w badaniach struktur kompleksów molekularnych opiekun: prof. dr hab. Ryszard Stolarski, 55 40772, stolarsk@biogeo.uw.edu.pl Odkryte w połowie ubiegłego wieku zjawisko magnetycznego rezonansu jadrowego (NMR) znalazło niezwykle szerokie zastosowania: od fizyki ciała stałego, poprzez chemię, biochemię, biofizykę i biologię molekularną, do diagnostyki medycznej (MRI, magnetic resonance imaging). Spektroskopia NMR umożliwia badania cząsteczek organicznych, od najprostszych do złożonych biopolimerów takich jak białka i kwasy nukleinowe oraz błony biologiczne, nie tylko in vitro, ale także w żywych komórkach i tkankach. Obok dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na kryształach molekularnych jest to druga dostępna aktualnie metoda wyznaczania struktur przestrzennych dużych biomolekuł (białka, kwasy nukleinowe) z rozdzielczością atomową, tzn. z dokładnością do położenia poszczególnych zrębów atomowych cząsteczki, zarówno w roztworze jak i coraz częściej w ciekle stałym. Praca licencjacka dotyczyć będzie zastosowań spektroskopii NMR do badania struktury kompleksów molekularnych. Ma zasadniczo charakter literaturowy lub zawierać część doświadczalną, w której przewidziane jest samodzielne wykonanie widm NMR w celu rozwiązania wybranego, prostego problemu strukturalnego.

3. Naśladowanie reakcji enzymatycznych metodami chemicznymi opiekun: dr hab. Janusz Stępiński, 55 40 769, jastep@biogeo.uw.edu.pl Praca jest eksperymentalna, w opisie wymaga wstępu teoretycznego i omówienia uzyskanych wyników. Przedmiotem badań ma być chemiczna synteza GDP (5 -difosforanu guanozyny) z GMP (5 -monofosforanu guanozyny). W żywych komórkach analogiczna reakcja przebiega z udziałem kinaz monofosforanów nukleozydów. Główną metodą badawczą części eksperymentalnej pracy będzie analiza przebiegu reakcji za pomocą HPLC (wysokociśnieniowej chromatografii cieczowej). 4. Charakterystyka stanu oligomeryzacji, struktury drugorzędowej oraz właściwości katalitycznych wybranego mutanta cielęcej fosforylazy nukleozydów purynowych opiekun: dr hab. Maria Agnieszka Bzowska, 55 40789, abzowska@biogeo.uw.edu.pl Fosforylazy nukleozydów purynowych (PNP) to homooligomeryczne enzymy, homotrimery i homoheksamery, kluczowe dla metabolizmu składników kwasów nukleinowych, znajdujące się praktycznie w każdej żywej komórce. Silne selektywne inhibitory fosforylaz z tkanek ludzkich czy organizmów chorobotwórczych mają potencjalne ogromne znaczenie farmakologiczne, jako leki immunosupresyjne czy przeciwpasożytnicze, natomiast mniej specyficzne fosforylazy z niektórych bakterii są stosowane w chemii nukleozydów purynowych. Głównym celem projektu realizowanego przez naszą grupę jest poznanie biofizycznych podstaw działania fosforylaz, co ma m.in. prowadzić do syntezy silnych inhibitorów PNP o potencjalnych praktycznych zastosowaniach. Osobie zainteresowanej wykonaniem pracy magisterskiej proponujemy zbadanie właściwości jednego z otrzymanych przez nas mutantów fosforylazy ze źródła ssaczego (cielęcej), t.j. wyznaczenie jego aktywności i stabilności (przy użyciu spektroskopowego oznaczania szybkości katalizowanej reakcji), struktury drugorzędowej (przy zastosowaniu spektroskopii dichroizmu kołowego) oraz stanu oligomerycznego białka (metodą chromatografii średniociśnieniowej lub analitycznego ultrawirowania). 5. Badanie mechanizmu agregacji zielono fluoryzującego białka GFP opiekun dr Beata Wielgus-Kutrowska, 55 40 789, beata@biogeo.uw.edu.pl 6. Uzyskanie i określenie właściwości spektroskopowe wybranego mutanta zielono fluoryzującego białka (GFP) opiekun dr hab. Agnieszka Bzowska, 55 40 789, abzowska@biogeo.uw.edu.pl Przedmiotem badań prowadzonych w ramach podanych wyżej tematów są mutanty zielono fluoryzującego białka GFP. Jest to niewielkie białko, o masie około 26 kda, złożone z 282 aminokwasów. Jego powszechne wykorzystywanie jako znacznika w badaniach biologicznych, w biotechnologii i medycynie wynika z obecności nietypowego chromofora tworzonego przez trzy sąsiadujące ze sobą w łańcuchu białkowym aminokwasy. Są to treonina 65, tyrozyna 66 i glicyna 67. Po prawidłowym zwinięciu białka i dojrzeniu

chromofora (obejmującym cyklizacje, dehydratację i utlenianie) powstaje układ emitujący promieniowanie w zielonym zakresie widma. Począwszy od lat 90-tych ubiegłego wieku projektowane są mutanty GFP o zmienionych właściwościach spektralnych. Skonstruowano m.in. białka takie jak YFP, BFP, RFP, emitujące promieniowanie odpowiednio w kolorze żółtym, niebieskim lub czerwonym. GFP ma skłonność do agregacji, która stanowi powszechny problem w medycynie (wiele chorób neurodegeneracyjnych jest stowarzyszonych z powstawaniem nierozpuszczalnych agregatów białkowych), w produkcji leków opartych na białkach, czy w produkcji białek do badań naukowych. Prace doświadczalną zaczniemy od wyhodowania białka w ilości wystarczającej do przeprowadzenia badań. W ramach pierwszego zaproponowanego tematu scharakteryzujemy kinetykę procesu agregacji GFP i spróbujemy odpowiedzieć na pytanie, czy zagregowane białko ma zdolność wychwytywania z roztworu prawidłowo zwiniętych cząsteczek.w ramach drugiego tematu scharakteryzujemy właściwości spektroskopowe nowo-uzyskanego mutanta GFP. 7. Spektroskopowe badania oddziaływania białka eif4e uzyskanego różnymi metodami z wybranymi analogami kapu opiekun: dr Anna Modrak-Wójcik, 55 40 779, ankam@biogeo.uw.edu.pl Inicjacja translacji w komórkach eukariotycznych jest wieloetapowym procesem tworzenia kompleksów wielu białek oraz RNA i determinuje wypadkową szybkość biosyntezy białek. Regulacja tego procesu ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego wzrostu i podziału komórki, a jego rozregulowanie wiąże się ściśle z kancerogenezą. Szczególną rolę odgrywa białkowy czynnik translacyjny eif4e, który inicjuje translację poprzez utworzenie kompleksu z charakterystyczną strukturą na 5 -końcu mrna (kapem), a jego podwyższone stężenie występuje w wielu rodzajach komórek nowotworowych. Zahamowanie aktywności eif4e może stać się skuteczną strategią w walce z nowotworami. Istotne jest więc poznanie mechanizmu oddziaływania białka eif4e z kapem i innymi białkowymi czynnikami translacyjnymi na poziomie molekularnym. Białka do badań in vitro otrzymuje się metodą nadprodukcji w bakteriach E. coli, a następnie izoluje i oczyszcza. Celem pracy będzie zbadanie, czy oddziaływanie eif4e z wybranymi analogami kapu zależy od zastosowanej metody uzyskania eif4e. Jako metoda badawcza zostanie wykorzystana stacjonarna spektroskopia emisyjna. 8. Zastosowanie fluorofosforanu i jego pochodnych do otrzymywania nukleotydowych sond do badań 19 F NMR opiekun dr Joanna Kowalska, 55 40 774, asia@biogeo.uw.edu.pl Fluorowane pochodne związków organicznych znajdują szerokie zastosowanie jako sondy do badań NMR. Rzadkość występowania fluoru w przyrodzie w połączeniu z właściwościami jąder 19 F (naturalna abundancja wynosząca 100%, spin jądrowy = 1/2 i wysoki współczynnik żyromagnetyczny) sprawiają, że fluorowane pochodne umożliwiają czułe i selektywne badanie wielu procesów biochemicznych metodą spektrospkopii 19 F NMR. Celem pracy licencjackiej jest opracowanie metody chemicznej syntezy oraz otrzymanie szeregu nukleotydowych pochodnych zawierających resztę fluorofosforanową w terminalnej pozycji mostka (oligo)fosforanowego. Zsyntetyzowane związki zostaną następnie zcharakteryzowane

metodami spektroskopowymi, w szczególności za pomocą spektroskopii 1 H, 31 P oraz 19 F NMR. 9. Synteza i badanie właściwości nukleotydów znakowanych pirenem w łańcuchu oligofosforanowym opiekun dr Jacek Jemielity, 55 40 774, jacekj@biogeo.uw.edu.pl Piren jest związkiem aromatycznym o bardzo ciekawych właściwościach. Na szczególną uwagę zasługują jego właściwości fluorescencyjne oraz zdolność do tworzenia zależnych od stężenia agregatów (tzw. ekscymerów), o innych właściwościach fluorescencyjnych niż sam piren. Te cechy powodują, że pochodne pirenu są bardzo atrakcyjnymi znacznikami biomolekuł, co znalazło szereg zastosowań w badaniach struktury i funkcji kwasów nukleinowych. W ramach pracy licencjackiej zostanie wykonana synteza nukleotydów o różnej długości łańcucha fosforanowego, które będą zawierały w terminalnej pozycji łańcucha resztę pirenową przyłączoną poprzez siarkę reszty tiofosforanowej. Otrzymane związki zostaną scharakteryzowane pod względem ich właściwości spektroskopowych, ze szczególnym uwzględnieniem spektroskopii fluorescencyjnej oraz NMR. 10. Wpływ N-końca białka eif4e na oddziaływanie z kapem i białkami wiążącymi 4E. Od konstruktu do białka opiekun: dr Joanna Żuberek, 55 40 781, jzuberek@biogeo.uw.edu.pl Inicjacja translacji u organizmów eukariotycznych jest skomplikowanym procesem polegającym na utworzeniu multiproteinowego kompleksu z mrna, który następnie umożliwia przyłączenie rybosomu do kodonu startu. Na 5 końcu eukariotycznego mrna znajduje się tzw. struktura kapu, którą tworzy 7-metyloguanozyna połączona wiązaniem 5-5 trifosforanowym z sąsiednim nukleozydem, a rozpoznanie tej struktury przez eukariotyczny czynnik inicjacyjny 4E (eif4e) rozpoczyna w większości przypadków syntezę białka. Białko eif4e jest składnikiem kompleksu eif4f, w którym białko eif4g stanowi pomost łączący białko eif4e, związane strukturą kapu, a innymi komponentami kompleksu inicjacyjnego. Z tego względu białko eif4e podlega wielostopniowej regulacji. Jego aktywność jest regulowana poprzez wiązanie z białkami regulatorowymi 4E-BP, konkurującymi o to samo miejsce wiązania w białku eif4e, co czynnik eif4g. Białka eif4e wśród organizmów eukariotycznych posiadają silnie zakonserwowany rdzeń, natomiast N- koniec białka jest zmienny. Celem pracy jest otrzymanie mysiego czynnika eif4e o pełnej długości oraz skróconych na N-końcu jego form i zbadanie wpływu N-końca na własności białka. 11. Otrzymanie ludzkiego czynnika inicjującego translację 4E (heif4e) z etykietką histydynową metodą nadprodukcji w komórkach E. coli i jego charakterystyka opiekun: dr Joanna Żuberek, 55 40 781, jzuberek@biogeo.uw.edu.pl Inicjacja translacji u organizmów eukariotycznych jest skomplikowanym procesem polegającym na utworzeniu multiproteinowego kompleksu z mrna, który następnie umożliwia przyłączenie rybosomu do kodonu startu. Na 5 końcu eukariotycznego mrna

znajduje się tzw. struktura kapu, którą tworzy 7-metyloguanozyna połączona wiązaniem 5-5 trifosforanowym z sąsiednim nukleozydem, a rozpoznanie tej struktury przez eukariotyczny faktor inicjacyjny 4E rozpoczyna w większości przypadków syntezę białka. Celem pracy jest otrzymanie konstruktu umożliwiającego ekspresję ludzkiego czynnika eif4e z dołączoną etykietką histydynową, uzyskanie białka w komórkach E. coli, a następnie jego oczyszczenie metodą chromatochrafii metalopowinowactwa (IMAC) i wstępna charakterystyka. 12. Konstrukcja wektora do ekspresji mutanta białka hydrolizującego strukturę kapu 5'-końca mrna i jego oczyszczanie na złożu powinowactwa opiekun: dr Maciej Łukaszewicz, 55 40 781, mlukas@biogeo.uw.edu.pl Cechą charakterystyczną eukariotycznych mrna jest struktura kapu, obecna na końcu 5 cząsteczki (7-metyloguanozyna przyłączona do pierwszego transkrybowanego nukleotydu mostkiem trifosforanowym, m7gpppn). Usunięcie struktury kapu jest jednym z kluczowych etapów regulujących stabilność mrna w komórce. Głównymi enzymami hydrolizującymi strukturę kapu są DcpS i Dcp2 Enzym Dcp2 hydrolizuje kap przyłączony do długich łańcuchów mrna zawierajacyhc powyżej 25 nukleotydów (odcina m7gpp) i tym samym inicjuje degradację w kierunku 5 3. Enzym DcpS hydrolizuje dinukleotydowy kap powstały w wyniku degradacji mrna w kierunku 3 5.Ostatnio opisano nowy enzym hnudt16 zaangażowany w hydrolizę kapu na końcu 5 mrna, który podobnie jak Dcp2 należy do rodziny białek Nudix i odcina kap obecny na mrna, jednak w odróżnieniu od Dcp2 występuje w komórkach wszystkich analizowanych tkanek i wykazuje lokalizację cytoplazmatyczo-jądrową. Ludzki enzym DcpS jest również potencjalnym celem terapeutycznym w rdzeniowym zaniku mięśni (spinal muscular atrophy, SMA). Celem pracy jest konstrukcja plazmidu (metodą ukierunkowanej mutagenezy) umożliwiającego ekspresję mutanta enzymu hydrolizującego kap (DcpS lub NUDT16) i jego oczyszczanie metodą chromatografii powinowactwa na złożu niklowym. 13. Analiza wydajności translacji transkryptów mrna lucyferazy kapowanych wybraną serią analogów struktury czapeczki (kapu) 5 -końca mrna opiekun: dr Maciej Łukaszewicz, 55 40 781, mlukas@biogeo.uw.edu.pl Otrzymywanie in vitro transkryptów mrna, które z jednej strony są stabilne w środowisku wewnątrzkomórkowym, a z drugiej ulegają w nim wydajnej translacji, jest ważnym etapem opracowywania m.in. terapii genowych opartych na mrna. Celem pracy jest otrzymanie w reakcji transkrypcji in vitro cząsteczek mrna lucyferazy kapowanych wybraną serią analogów struktury czapeczki (kapu) 5-końca mrna. Wydajność translacji tak otrzymanych transkryptów będzie następnie analizowana w bezkomórkowym układzie translacji in vitro (lizat z retikulocytów króliczych - RRL), w odniesieniu do mrna lucyferazy kapowanego standardowym analogiem m7gpppg. Poziom translacji badanych w transkryptów w RRL mierzony będzie metodą luminometryczną. 14. Od biofizycznych badań czynników determinujących selektywne i silne wiązanie się inhibitorów z enzymami do skuteczniejszych leków,

opiekun: prof. dr hab. Borys Kierdaszuk., 55 40 784, borys@biogeo.uw.edu.pl Absorpcja fotonów przez białka powoduje przejście tych cząsteczek ze stanu podstawowego do wzbudzonego, natomiast przejście odwrotne jest realizowane poprzez emisję fotonów zwaną fluorescencją. Absorpcja i emisja zależą od własności białka (enzymu) i jego oddziaływania z innymi cząsteczkami (substratami, inhibitorami) i środowiskiem, zarówno w stanie podstawowym jak i wzbudzonym. W pracy licencjackiej wykorzystane będą właściwości emisyjne białek (enzymów) w charakterystyce ich oddziaływań z ligandami (substratami, inhibitorami) oraz identyfikacji preferowanych struktur ligandów, ich form konformacyjnych i jonowych, które uczestniczą w powstawaniu stabilnych kompleksów enzym-ligand, katalizie enzymatycznej lub hamowaniu (inhibicji) reakcji enzymatycznej. Projekt pracy licencjackiej przewiduje wprowadzenie do metodologii pracy z białkami i zapoznanie się z nowoczesnymi technikami enzymologicznymi i fluorescencyjnymi. Celem pracy licencjackiej jest opis czynników fizycznych (strukturalnych, konformacyjnych, dysocjacji i asocjacji protonów) decydujących o selektywnym rozpoznawaniu i silnym wiązaniu ligandów. Wyniki będą mogły być wykorzystane w projektowaniu inhibitorów (leków) o selektywnych właściwościach terapeutycznych wobec enzymów izolowanych z pasożytów (np. nicieni) i mikroorganizmów chorobotwórczych (bakterii, wirusów), na podstawie różnic między enzymami ludzkimi i ich odpowiednikami w mikroorganizmach chorobotwórczych. Porównanie selektywności substratowo-inhibitorowej z różnicami strukturalnymi i kinetycznymi między enzymami ludzkimi, zwierzęcymi i z mikroorganizmów (bakterii, wirusów) przyczyni się także do lepszego zrozumienia mechanizmu reakcji katalitycznych. 15. Zastosowanie spektroskopii fluorescencyjnej w badaniach właściwości fizycznych cząsteczek i makrocząsteczek biologicznych opiekun: prof. dr hab. Borys Kierdaszuk, 55 40 784, borys@biogeo.uw.edu.pl Absorpcja fotonów przez cząsteczki i makrocząsteczki biologiczne (np., białka, barwniki roślinne) powoduje przejście tych cząsteczek ze stanu podstawowego do wzbudzonego, natomiast przejście odwrotne jest realizowane poprzez emisję fotonów zwaną fluorescencją. Absorpcja i emisja zależą od właściwości fizycznych badanej cząsteczki i jej oddziaływania z innymi cząsteczkami (otoczeniem), zarówno w stanie podstawowym jak i wzbudzonym. Wybór spektroskopii emisyjnej jako podstawowego narzędzia badawczego wynika m.in. z następujących obserwacji. Po pierwsze, chociaż metody spektroskopii emisyjnej stanów elektronowych cząsteczek biologicznych i ich kompleksów nie udzielają tak precyzyjnej informacji o strukturze jak krystalografia lub spektroskopia wielowymiarowego magnetycznego rezonansu magnetycznego (NMR), to można je uznać za komplementarne, a nawet posiadające większe możliwości. Dostarczają informacji o strukturze, oddziaływaniach i dynamice układów cząsteczkowych w roztworze, tj. w warunkach zbliżonych do takich jakie są w żywych komórkach i tkankach. W przypadku białek (enzymów) możemy to sprawdzić m.in. na podstawie pomiaru ich aktywności katalitycznej wobec typowych ligandów (substratów, inhibitorów) oraz na podstawie wpływu oddziaływania białek z ligandami na emisję znaczników emisyjnych przyczepionych kowalencyjnie do białek i ligandów. Projekt pracy licencjackiej przewiduje wprowadzenie do metodologii pracy z makrocząsteczkami i zapoznanie się z nowoczesnymi technikami fluorescencyjnymi. Celem pracy licencjackiej jest wykorzystanie zwiększonej rozdzielczości czasowej i czułości tych metod.

16. Fizyczna interpretacja zaniku fluorescencji cząsteczek biologicznych opiekun: prof. dr hab. Borys Kierdaszuk, 55 40 784, borys@biogeo.uw.edu.pl Celem pracy licencjackiej jest porównanie dwóch modeli opisujących kinetykę dezaktywacji elektronowych stanów wzbudzonych w białku na skutek emisji fotonów (fluorescencji). Białko to i jego kompleks z ligandem wykazują złożone relaksacje, będące wynikiem oddziaływania wzbudzonych cząsteczek z otoczeniem i transferu energii wzbudzenia do stanów elektronowych innych cząsteczek. Dotychczas do opisu zaniku fluorescencji białek zawierających reszty tyrozyny i tryptofanu stosowano sumę dyskretnych składników wykładniczych, których liczba wynikała z jakości dopasowania do danych doświadczalnych a interpretacja fizyczna poszczególnych komponentów wykładniczych była niejasna. Nasze badania wykonane w ubiegłych latach pokazały, że funkcja potęgowa otrzymana za pomocą modelu ciągłego rozkładu czasów życia w prosty sposób opisuje zaniki stanów wzbudzonych i może stanowić dobra alternatywę dla modeli wielowykładniczych. Projekt pracy licencjackiej przewiduje także wprowadzenie do nowoczesnej metodologii czasoworozdzielczej spektrofluorymetrii i zapoznanie się z nowoczesnymi metodami interpretacji zaników fluorescencji. 17. Badanie wiązania guaniny przez cielęce PNP (fosforylazę nukleozydów purynowych) metodami spektrometrii dichroizmu kołowego (CD) opiekun prof. dr hab Jan Antosiewicz, 55 40 786, jantosi@biogeo.uw.edu.pl Procesy tworzenia kompleksów guaniny z cielęcym PNP były tematem dwóch prac opublikowanych przez pracowników Zakładu Biofizyki. W badaniach tych wykorzystana została spektroskopia fluorescencyjna. Tematem proponowanej pracy licencjackiej jest powtórzenie tamtych badań, ale z wykorzystaniem spektroskopii CD jako narzędzia obserwacji tworzenia kompleksów i porównanie parametrów termodynamicznych charakteryzujących kompleksy, jakie otrzymuje się w obydwu metodach pomiarowych. 18. Badanie rozwijania rybonukleazy A w środowisku alkalicznym metodami spektrometrii zatrzymanego przepływu opiekun prof. dr hab Jan Antosiewicz, 55 40 786, jantosi@biogeo.uw.edu.pl W 1952 roku, prof. David Shugar, twórca Zakładu Biofizyki w Instytucie Fizyki Doświadczalnej, opublikował prace przedstawiającą wyniki pomiarów absorpcji światła w zakresie UV roztworów rybonukleazy A, w funkcji rosnącego ph roztworu. Autor wykazał rozwijanie struktury rybonukleazy pod wpływem wysokiego ph i że proces rozwijania może być śledzony poprzez pomiar absorpcji roztworu, gdyż towarzyszy mu wydobywanie się reszt tyrozynowych z wnętrza białka na powierzchnie, przy czym następuje natychmiastowa deprotonacja ich grup hydroksylowych, powodująca zmianę właściwości absorpcyjnych tych reszt. Tematem proponowanej pracy licencjackiej jest przeprowadzenie obserwacji kinetyki procesu rozwijania struktury rybonukleazy A poprzez pomiar absorpcji przy mieszaniu równoobjetosciowym roztworów rybonukleazy w ph neutralnym i buforu o wysokim ph, takim, że ph mieszaniny jest wystarczająco duże do inicjacji procesu rozwijania.