Tematy prac dyplomowych realizowanych w Katedrze Chemii Biomedycznej w roku akademickim 2015-2016 (specjalna organizacja roku) Opracowanie metody ekspresji i izolacji amyloidogennego warianta cystatyny C z metką histydynową Projekt dyplomowy dotyczy opracowania i optymalizacji metody otrzymywania amyloidogennego warianta ludzkiego białka cystatyny C z wykorzystaniem nowego wektora ekspresyjnego, w którym gen białka został połączony z metką (tagiem) histydynowym. Celem projektu jest znalezienie optymalnych warunków temperaturowych, czasowych i środowiskowych umożliwiających wydajną ekspresję białka. Następnie opracowane zostaną warunki efektywnego oczyszczania otrzymanego związku. Na tym etapie istotną rolę odgrywać będzie postać białka po ekspresji (białko rozpuszczalne lub zagregowane w ciała inkluzyjne). Ostatnim etapem będzie pełna charakterystyka białka z wykorzystaniem technik spektroskopowych i elektroforetycznych i chromatograficznych. Zalety projektu: Projekt ma charakter interdyscyplinarny ponieważ łączy w sobie elementy biochemii, inżynierii genetycznej, chemii organicznej i analitycznej. W trakcie jego realizacji student będzie miał możliwość zapoznania się nie tylko z podstawowymi, ale również zaawansowanymi zagadnieniami z wymienionych dziedzin oraz pracy z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury badawczej. Imię i Nazwisko studenta Paula Pettke Imię i Nazwisko opiekuna Aneta Szymańska Structural study of a short piece of DNA related to neuronal genes* DNA is formed from four different bases and is normally found in a double stranded state. However, sequences rich in guanosine can form four stranded DNA structures called G-Quadruplexes that have very different properties to double-stranded DNA. The project will take a short DNA sequence from a neuronal gene to study the influence of divalent cations on G-Quadruplex folding. You will practice dialysis, sample preparation and UV/CD spectroscopic techniques. *Do projektu mogą się zapisać dwie osoby Karolina Nowak Patrick Groves Izolacja i badania strukturalne polisacharydów bakteryjnych Agnieszka Kowalczyk Małgorzata Czerwicka Pierwszym etapem podczas wykonywania pracy dyplomowej jest wyodrębnienie z komórek bakteryjnych frakcji polisacharydowej. W tym celu wykorzystywane są różne techniki ekstrakcji, dializa oraz sączenie molekularne. Dalszym etapem jest zarejestrowanie widm NMR (dla dyplomantów jedynie
widma jednowymiarowe). W celu określenia struktury wykorzystywane są także różnego typu reakcje chemiczne pozwalające na uzyskanie odpowiednich produktów, które mogą być analizowane za pomocą GC i GC-MS. Dzięki nim możliwe jest ustalenie składu cukrowego, sposobu podstawienia jednostek cukrowych oraz zaszeregowanie jednostek cukrowych do szeregu D bądź L. Izolacja i badania strukturalne polisacharydów grzybowych Pierwszym etapem podczas wykonywania pracy dyplomowej jest wyodrębnienie z grzybów frakcji polisacharydowej. W tym celu wykorzystywane są różne techniki ekstrakcji, dializa oraz sączenie molekularne. Dalszym etapem jest zarejestrowanie widm NMR (dla dyplomantów jedynie widma jednowymiarowe). W celu określenia struktury wykorzystywane są także różnego typu reakcje chemiczne pozwalające na uzyskanie odpowiednich produktów, które mogą być analizowane za pomocą GC i GC-MS. Dzięki nim możliwe jest ustalenie składu cukrowego, sposobu podstawienia jednostek cukrowych oraz zaszeregowanie jednostek cukrowych do szeregu D bądź L. Nikola Gacka Zbigniew Kaczyński Potencjalne inhibitory agregacji ludzkiego osoczowego białka amyloidu A Temat dotyczy zagadnienia amyloidozy jednego z białek o silnych tendencjach agregacyjnych ludzkiego osoczowego białka amyloidu A (SAA). Gwałtowny wzrost stężenia tego białka obserwowany m.in. w stanach zapalnych typu reumatoidalnego zapalenia stawów, powoduje gromadzenie się agregatów SAA w różnych tkankach i narządach, doprowadzając do ich dysfunkcji, a ostatecznie do śmierci pacjentów. W związku z potrzebą znalezienia środków umożliwiających powstrzymywanie agregacji SAA prowadzimy badania nad zdolnościami krótkich fragmentów białek amyloidogennych do hamowania tego procesu. W ramach pracy dyplomowej przewidywana jest synteza i oczyszczenie 2-3 kilkuaminokwasowych peptydów, które następnie poddane zostaną badaniom fibrylizacyjnym. lub Modulatory aktywności ludzkiego proteasomu 20S Proteasom to enzym proteolityczny odpowiedzialny za degradację ok. 90% wszystkich białek komórkowych. Reguluje on przebieg różnorodnych procesów zachodzących w komórkach, a jego dysfunkcja wywołuje m.in. rozwój nowotworów. W zastosowaniu klinicznym znajdują się obecnie dwa inhibitory proteasomu, będące lekami podawanymi pacjentom z nowotworami szpiku kostnego. Z Monika Milewska Elżbieta Jankowska
powodu lekooporności wytwarzanej u bardzo dużej grupy pacjentów istnieje pilna potrzeba opracowania nowych sekwencji potencjalnych terapeutyków, o odmiennym mechanizmie działania niż stosowane dotąd inhibitory. W ten trend wpisują się poszukiwania inhibitorów proteasomu opartych o allosteryczny mechanizm działania, to znaczy wiążących się z dala od centrum aktywnego, a modyfikujących jego funkcjonowanie w wyniku rozprzestrzeniających się zmian konformacyjnych. W ramach pracy dyplomowej przewidziana jest synteza i oczyszczanie 1-2 peptydów lub peptydomimetyków, będących potencjalnymi allosterycznymi modulatorami aktywności ludzkiego proteasomu. Synteza fragmentu ludzkiej cystatyny C (hcc) zawierającego ugrupowania niezbędne w reakcji chemicznej ligacji Ewa Wieczerzak Praca polegać będzie na syntezie na nośniku stałym krótkiego fragmentu hcc zawierającego na C-końcu grupę bis(2-sulfanyloetylo)aminową (SEA). Aby synteza ta była możliwa, w pierwszym etapie pracy należy przygotować odpowiedni nośnik. Jeśli czas na to pozwoli, kolejnym etapem pracy będzie chemiczna ligacja otrzymanego fragmentu hcc z innym, wcześniej zsyntezowanym w ramach realizacji tego projektu, peptydem. Synteza fragmentu amyloidu β (Aβ) do badania jego wpływu na proces fibrylizacji osoczowego białka amyloidu A (SAA) Choroby amyloidowe w ciągu ostatnich kilkunastu lat zyskały ogromne zainteresowanie naukowców ze względu na wzrastającą liczbę osób dotkniętych takimi schorzeniami. Do białek amyloidogennych należą miedzy innymi: odpowiedzialny za chorobę Alzheimera amyloid β oraz surowiczy amyloid A (ang. serum amyloid A, SAA). Białko to, występujące fizjologicznie w osoczu głównie w postaci asocjatu z lipidami (HDL), należy do białek ostrej fazy i w stanach zapalnych jego stężenie wzrasta nawet 1000-krotnie. W warunkach długotrwałego stanu zapalnego SAA może stać się prekursorem białka odpowiedzialnego za tworzenie agregatów (amyloidu A). Amyloidoza taka jest nierzadką, zagrażającą życiu komplikacją wielu przewlekłych chorób zapalnych, głównie reumatoidalnego zapalenia stawów. Stąd też niesłychanie istotne jest poszukiwanie czynników inhibujących agregację białka SAA. Wiele badań wskazuje na istotną rolę hydrofobowych, często krótkich peptydów w hamowaniu procesu agregacji. Być może hydrofobowy rdzeń odpowiedzialnego za chorobę Alzheimera białka (Aβ) będzie wykazywał takie właściwości. Tematem pracy jest synteza takiego peptydu i ewentualne jego użycie w badaniach agregacyjnych lub badaniach oddziaływania Aβ-SAA. Daria Zdrojewska Aleksandra Kołodziejczyk
Charakterystyka właściwości spektralnych i fotofizycznych pentapeptydów modyfikowanych 3- [2-(2-metoksy-4-dimetyloaminofenylo)benzoksazol-5-ylo]alaniną lub 3-[2-(2- chinolilo)benzoksazol-5-ylo]alaniną Projekt obejmuje wykonanie pomiarów spektroskopowych (widma absorpcyjne i emisyjne, widma wzbudzenia, zaniki intensywności fluorescencji) dla maksymalnie 6 pentapeptydów zawierających w sekwencji fluoryzujący aminokwas niebiałkowy (pochodną 3-(2-benzoksazol-5-ylo)alaniny) w rozpuszczalnikach o różnej polarności i zdolności do tworzenia wiązań wodorowych. Przeprowadzone pomiary umożliwią scharakteryzowanie właściwości spektralnych i fotofizycznych badanych pentapeptydów w celu oceny wpływu sekwencji na właściwości fluoroforu. lub Synteza pentapeptydu modyfikowanego resztą aminokwasu niebiałkowego 3-[2-(8-amino-2- chinolilo)benzoksazol-5-ylo]alaniną Projekt obejmuje przeprowadzenie syntezy reszty aminokwasu niebiałkowego N-Boc-3-[2-(8-nitro-2- chinolilo)benzoksazol-5-ylo]alaniny (Boc-Bx(8-NO 2-2Q)-OH), a następnie otrzymanie na nośniku stałym pentapeptydu o sekwencji H-Bx(8-NH 2-2Q)-Leu-Arg-Trp-Phe-NH 2 o potencjalnej aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Otrzymane związki zostaną oczyszczone metodami chromatograficznymi i zidentyfikowane metodami spektroskopowymi. Jakub Bigus Katarzyna Guzow Synteza aminokwasowych pochodnych diketopirolopirolu Projekt obejmuje przeprowadzenie syntezy 2 niesymetrycznych pochodnych diketopirolopirolu: a) z podstawnikiem fenylowym i resztą fenyloalaniny, b) z podstawnikiem fenylowym i resztą 3-(2- fenylobenzoksazol-5-ylo)alaniny, oczyszczenie i zidentyfikowanie otrzymanych związków. Weronika Błażejak Wiesław Wiczk Synteza diamin służących do późniejszej syntezy potencjalnych związków przeciwbakteryjnych Pierwszym etapem pracy będzie synteza chiralnych Boc- aminoalkoholi z Boc-aminokwasów. Zostaną one następnie w odpowiednie azydki (poprzez estry kwasu metanosulfonowego, a następnie reakcję substytucji nukleofilowej z anionem azydkowym), które z kolei będą poddane procesowi katalitycznej wodorolizy, dając pojedynczo osłonięte grupą tert-butyloksykarbonylową (Boc) diaminy. Uzyskane Aleksandra Orszulak Franciszek Kasprzykowski
związki zostaną wykorzystane w syntezie peptydomimetyków o potencjalnych właściwościach antydrobnoustrojowych. Synteza i badanie stabilności wobec elastazy peptydu o potencjalnych właściwościach regeneracyjnych Projekt dyplomowy dotyczy syntezy i badania stabilności wobec elastazy peptydu o potencjalnych właściwościach regeneracyjnych skóry. W ramach projektu Regennova poszukujemy nowych peptydów, posiadających potencjalne właściwości regenerujące skórę ludzką. W ramach pracy dyplomowej student wykona syntezę peptydu o wcześniej zaprojektowanej sekwencji a następnie sprawdzi stabilność tego peptydu wobec enzymu (elastaza) występującego w ranie skóry. Zaprojektowany i zsyntetyzowany peptyd zostanie przekazany do dalszych badań biologicznych. W trakcie jego realizacji student będzie miał możliwość zapoznania się z zagadnieniami syntezy peptydów na nośniku stałym, chromatografii oraz spektrometrii mas. Wszystkie prace zostaną wykonane z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury badawczej. Anna Zabrocka Sylwia Rodziewicz- Motowidło