Zakład Regulacji Metabolizmu Instytut Biochemii UW

Prezentacja na temat: "Zakład Regulacji Metabolizmu Instytut Biochemii UW"— Zapis prezentacji:

1 Zakład Regulacji Metabolizmu Instytut Biochemii UW
2017/2018

2 Metabolizm ssaków Struktura i funkcje błon chloroplastowych Prof. dr hab. Maciej Garstka, Dr Radosław Mazur Mgr Paulina Piotrowska Mgr Magdalena Łazicka dr hab. Jakub Drożak, dr hab. Katarzyna Winiarska dr Rafał Derlacz, dr Adam Jagielski, dr Robert Jarzyna, dr Anna Kiersztan, mgr Sebastian Kwiatkowski mgr Aleksandra Owczarek

3 Dr hab. Jakub Drożak Tematyka badawcza:
● Identyfikacja molekularna (identyfikacja genów) oraz charakterystyka biochemiczna enzymów sierocych kręgowców - obecnie głównie N-metylotransferaz białek lub związków drobnocząsteczkowych. Temat pracy licencjackiej 2017/18 1 osoba, temat do wyboru lub własny: „Metylacja białek – znaczenie biologiczne” „Metoda CRISPR/Cas9” (najnowsza metoda knockotowania/edycji genów) Identyfikacja genu kodującego znaną aktywność enzymatyczną ● Identyfikacja aktywności enzymatycznej produktu określonego genu

4 Dr hab. Katarzyna Winiarska, mgr Aleksandra Owczarek
Oksydaza NADPH i stres oksydacyjny w patogenezie cukrzycy i nefropatii cukrzycowych Ścieżki sygnałowe (kinazy MAP) regulowane przez stan redoks komórki Tematyka badawcza: Hipoksja i czynnik transkrypcyjny HIF-1 w rozwoju nefropatii cukrzycowych Wpływ hipoksji na aktywność procesu glukoneogenezy w nerkach Grant NCN ( ): Mechanizmy modulujące ekspresję czynnika transkrypcyjnego HIF-1 w kanalikach proksymalnych oraz jego rola w regulacji aktywność nerkowej glukoneogenezy - badania w odniesieniu do nefropatii cukrzycowej  Proponowane tematy pracy licencjackiej 2017/18 (1 osoba): • Organs-on-chips – alternatywa dla badań in vivo? • Czynnik transkrypcyjny ChREBP (carbohydrate-response element-binding protein) i jego rola w regulacji metabolizmu

5 Dr Anna Kiersztan Tematyka badawcza:
wpływ DHEA na syntezę glukozy i stres oksydacyjny w warunkach insulinooporności oraz cukrzycy typu 1 -DHEA (oraz jego pochodna DHEAS) występują we krwi w wysokim stężeniu, znacznie przekraczającym stężenia innych hormonów steroidowych; -spadek jego stężenia wraz z wiekiem koreluje się z występowanie wielu chorób tj. cukrzyca typu 2, choroby sercowo-naczyniowe, choroby autoimmunologiczne; -jest metabolitem pośrednim do syntezy androgenów i estrogenów; Temat na licencjat 17/18: Wpływ mikroflory jelitowej na funkcjonowanie centralnego układu nerwowego

6 Temat pracy licencjackiej 2017/18: „Rak jako choroba metaboliczna”
Dr Robert Jarzyna Zainteresowania: ● Rola kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) w regulacji metabolizmu energetycznego na pozionie komórki, i całego organizmu. ● Patogeneza chorób cywilizacyjnych Temat pracy licencjackiej 2017/18: „Rak jako choroba metaboliczna”

7 Dr Adam K Jagielski Wykorzystanie chromatografi i spektrometrii mas do analizy zwiazków wielkocząsteczkowych i drobnoczasteczkowych o znaczeniu biologicznym i medycznym MALDI Synapt G2 HDMS nanoAcquity UPLC Acquity UPLC

8 Organizacja i funkcja chloroplastów, tylakoidów i kompleksów barwnikowo-białkowych
dr Radosław Mazur Tel Prof. dr hab. Maciej Garstka, Tel

9 dr Radosław Mazur, prof. dr hab. Maciej Garstka
Badania prowadzone w oparciu o analizę związku między proteomem i lipidomem a przestrzenną strukturą chloroplastów i funkcjonowaniem układów fotosyntetycznych, w szczególności dotyczą: - związku budowy kompleksów fotosyntetycznych ze strukturą 3D chloroplastów - zmian składu błon tylakoidów oraz funkcji i struktury chloroplastów pod wpływem stresu chłodu i natężenia światła - znaczenia modyfikacji postranslacyjnych w utrzymaniu struktury chloroplastów - biogenezy chloroplastów Współpraca: Zakład Anatomii i Cytologii Roślin WB UW Instytut Fizyki PAN Zakład Biofizyki IF UMCS Zakład Biofizyki WF UW, Zakład Biologii Molekularnej WB UW

10 mgr Paulina Piotrowska, mgr Magdalena Łazicka,
prof. dr hab. Maciej Garstka Badania, mieszczące się w szerokim nurcie sztucznej fotosyntezy, mają na celu zbudowanie układu pomiarowego (bioczujnika) zbudowanego z elektrody węglowej i kompleksów fotosyntetycznych lub sztucznych białek fotoaktywnych. Graphite electrode GE (CE) graphite (RE) Ag|AgCl2 (WE) [LHCII]GE Multilayer of [LHCII] Współpraca: Zakład Anatomii i Cytologii Roślin WB UW Zakład Chemii Analitycznej i Nieorganicznej WCh UW Instytut Fizyki PAN Zakład Biofizyki IF UMCS

11 Proponowane zakresy tematyczne prac dyplomowych
Organizacja i funkcja chloroplastów, tylakoidów i kompleksów barwnikowo-białkowych Proponowane zakresy tematyczne prac dyplomowych 3 miejsca 1) Bioczujniki oparte o struktury fotoaktywne – podstawy działania i zastosowanie Bioczujniki są to hybrydowe układy pomiarowe zbudowane z układu elektrodowego i immobilizowanego na powierzchni elektrody układu biologicznego. Jednym z ich rodzajów są układy gdzie aktywnym składnikiem są izolowane kompleksy fotosyntetyczne lub białka fotoaktywne. Budowa i badanie tak skonstruowanych elektrod związana jest zarówno z pomiarami elektrochemicznymi, biofizycznymi i mikroskopowymi. Istotnym elementem konstrukcji układu hybrydowego jest dobór materiału elektrody i sposobów immobilizacji materiału biologicznego. 2) Strategie adaptacyjne roślin w warunkach stresu - relacje między proteomem, lipidomem i stanem redoks komórki Utrzymanie optymalnej równowagi redoks komórki, kluczowej dla przeżycia roślin w zmiennych warunkach środowiskowych, jest efektem działania szeregu mechanizmów molekularnych umożliwiających szybkie dostosowanie wydajności procesu fotosyntezy. W efekcie następują zmiany składu białkowo-lipidowego błon tylakoidów umożliwiające adaptację do panujących warunków stresowych. Zbudowanie modelu wiążącego te zmienne pozwoli prognozować strategie adaptacyjne roślin. 3) Dynamiczne zmiany struktury przestrzennej systemu błon tylakoidów Tylakoidy, wewnętrzne błony chloroplastów, tworzą skomplikowany układ przestrzenny będący efektem hierarchicznej organizacji kompleksów chlorofilowo-białkowych zlokalizowanych w błonach tylakoidów. Dynamiczne zmiany struktury przestrzennej tylakoidów zachodzące w odpowiedzi na czynniki środowiskowe są jednym z głównych mechanizmów regulujących wydajność procesu fotosyntezy. Współczesne techniki mikroskopowe umożliwiają obserwacje tych zmian in situ i w czasie rzeczywistym oraz w trzech wymiarach przestrzeni. 4) Spektroskopia błon tylakoidów Obecność w błonach tylakoidów różnorodnych barwników, kofaktorów oraz przenośników elektronów, a także białek i lipidów umożliwia zastosowanie różnorodnych metod spektroskopowych w badaniu struktury i właściwości błon tylakoidów. Umożliwia to stworzenie nieinwazyjnych, czyli nieuszkadzających tkanek, i jednocześnie niezwykle czułych metod badawczych.

12 Tematy wybranych Prac Licencjackich ostanich lat
2016 Sylwia Chromiec - Sztuczne białka syntetyzowane de novo i ich znacznie biotechnologiczne 2015 Magdalena Chojak – „Danio pręgowany (Danio rerio) jako organizm modelowy w badaniach metabolicznych” Oksana Makoveychuk - „Iryzyna i inni, czyli wewnątrzwydzielnicza funkcja mięśni szkieletowych” Łukasz Komorowski; „Czynnik transkrypcyjny HIF-1 oraz jego rola w rozwoju i przebiegu chorób nowotworowych oraz cukrzycy” Izabela Niemyjska „Karnozyna i związki pokrewne: rola fizjologiczna i perspektywy użycia w terapii chorób człowieka” Joanna Sitek „Nowe leki w terapii otyłości” Sylwia Olszewska „Rola apeliny w regulacji metabolizmu energetycznego i jej potencjalne znaczenie w terapii cukrzycy typu 2 i otyłości” Khongorzul Gangaa  „Potencjalne wykorzystanie inhibitorów MR w terapii chorób sercowo-naczyniowych i metabolicznych” Patrycja Mikowska „ Wpływ spożycia mleka krowiego na rozwój chorób cywilizacyjnych” Anna Michalik „ Kluczowa rola kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) w procesach starzenia” Aleksandra Poniewozik – „ Rola kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) w regulacji funkcjonowania układu immunologicznego” 2014 Aleksandra Owczarek (2014) Znaczenie oksydazy NADPH w procesie nowotworzenia Sebastian Kwiatkowski (2014) „Enzymy korekty metabolicznej-znaczenie fizjologiczne” Zofia Demska „Tiazolidinediony w terapii cukrzycy”

13 Prace przeglądowe ZRM powstałe na bazie licencjatów
Kluczowa rola kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) w procesach starzenia. Licencjat Anna Michalik, kierujący pracą Robert Jarzyna Michalik A, Jarzyna R. (2016) Kluczowa rola kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) w procesach starzenia. Postepy Biochem. 62(4): Aktywność fizyczna jako remedium na problemy zdrowotne krajów rozwiniętych współczesnego świata.; licencjat Ewa Grochowska; kierujący pracą Robert Jarzyna; Ewa Grochowska, Robert Jarzyna (2014) Aktywność fizyczna w profilaktyce i leczeniu chorób cywilizacyjnych – kluczowa rola kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) Postepy Hig Med Dosw (Online); 68: Rola transporterów glukozy w regulacji metabolizmu człowieka. Licencjat Zofia Magier, kierujący pracą Robert Jarzyna Zofia Magier, Robert Jarzyna. (2013 r.) Rola transporterów glukozy w regulacji metabolizmu człowieka Postępy Biochemii, 59(1) Rola mikroflory jelitowej w patogenezie otyłości, cukrzycy i innych zaburzeniach metabolicznych” licencjat Nina Stachowicz, kierujący pracą Anna Kiersztan; Nina Stachowicz, Anna Kiersztan (2013) Rola mikroflory jelitowej w patogenezie otyłości i cukrzycy. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczaln – 67: Remisja cukrzycy typu 2 w wyniku operacji bariatrycznych; licencjat Aleksandra Piechnik; kierujący pracą Anna Kiersztan; Paweł Nalepa, Aleksandra Piechnik, Anna Kiersztan (2011) Wpływ operacji bariatrycznych na ustępowanie cukrzycy typu 2. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 65 (Online):

14 Wybrane publikacje doświadczalne od roku 2015 cz Zw.
Kiersztan A, Nagalski A, Nalepa P, Tempes A, Trojan N, Usarek M, Jagielski AK. (2016) DHEA-induced modulation of renal gluconeogenesis, insulin sensitivity and plasma lipid profile in the control- and dexamethasone-treated rabbits. Metabolic studies –Biochimie 121: (IF=3,123) Winiarska K, Dzik JM, Labudda M, Focht D, Sierakowski B, Owczarek A, Komorowski L, Bielecki W (2016) Melatonin nephroprotective action in Zucker diabetic fatty rats involves its inhibitory effect on NADPH oxidase. J Pineal Res 60: Drozak J, Piecuch M, Poleszak O, Kozlowski P, Chrobok L, Baelde HJ, de Heer E. UPF0586 Protein C9orf41 Homolog Is Anserine-producing Methyltransferase. J Biol Chem. 2015, 290(28): Kotlinowski J, Grochot-Przeczek A, Taha H, Kozakowska M, Pilecki B, Skrzypek K, Zimoch J, Bartelik A, Derlacz R, Horrevoets AJ, Pap A, Nagy L, Dulak J, Jozkowicz A. Erratum: PPARγ activation but not PPARγ haplodeficiency affects proangiogenic potential of endothelial cells and bone marrow-derived progenitors.  Cardiovasc Diabetol. 2015; 29;14:65 Kowalec P, Grynberg M, Pająk B, Socha A, Winiarska K, Fronk J, Kurlandzka A (2015) Newly identified protein Imi1 affects mitochondrial integrity and glutathione homeostasis in Saccharomyces cerevisiae. FEMS Yeast Res 15. pii: fov048. Kozakowska M, Kotlinowski J, Grochot-Przeczek A, Ciesla M, Pilecki B, Derlacz R, Dulak J, Jozkowicz A. Myoblast-conditioned media improve regeneration and revascularization of ischemic muscles in diabetic mice. Stem Cell Res Ther. 2015;  12;6:61. Pavlyk I, Rzhepetskyy Y, Jagielski AK, Drozak J, Wasik A, Pereverzieva G, Olchowik M, Kunz-Schugart LA, Stasyk O, Redowicz MJ. Arginine deprivation affects glioblastoma cell adhesion, invasiveness and actin cytoskeleton organization by impairment of β-actin arginylation. Amino Acids. 2015, 47(1): Peters V, Klessens CQ, Baelde HJ, Singler B, Veraar KA, Zutinic A, Drozak J, Zschocke J, Schmitt CP, de Heer E. Intrinsic carnosine metabolism in the human kidney. Amino Acids. 2015, 47(12): Winiarska K, Jarzyna R, Dzik JM, Jagielski AK, Grabowski M, Nowosielska A, Focht D, Sierakowski B (2015) ERK1/2 pathway is involved in renal gluconeogenesis inhibition under conditions of lowered NADPH oxidase activity. Free Radic Biol Med 81:13-21.

15 Wybrane publikacje doświadczalne od roku 2015 cz Roś.
Joanna Skupień, Joanna Wójtowicz, Łucja Kowalewska, Radosław Mazur, Maciej Garstka, Katarzyna Gieczewska, Agnieszka Mostowska (2017) Dark-chilling induces substantial structural changes and modifies galactolipid and carotenoid composition during chloroplast biogenesis in cucumber (Cucumis sativus L.) cotyledons. Plant Physiology and Biochemistry 111: , (IF = 2.928) Ewa Janik; Joanna Bednarska; Monika Zubik; Rafal Luchowski; Radoslaw Mazur; Karol Sowinski; Wojciech Grudzinski; Maciej Garstka; Wieslaw I. Gruszecki (2017) A chloroplast "wake up" mechanism: Illumination with weak light activates the photosynthetic antenna function in dark-adapted plants. Journal of Plant Physiology 210: 1-8, (IF = 2.971) Łucja Kowalewska, Radosław Mazur, 1 Szymon Suski, Maciej Garstka and Agnieszka Mostowska (2016) Three-dimensional visualization of the internal plastid membrane network 11 during runner bean chloroplast biogenesis. Dynamic model of the tubular12 lamellar transformation. Plant Cell 28: , (IF = 9,338) Radosław Mazur, Monika Sadowska, Łucja Kowalewska, Agnieszka Abratowska, Hazem M. Kalaji, Agnieszka Mostowska, Maciej Garstka and Beata Krasnodębska-Ostręga (2016). Overlapping toxic effect of long term thallium exposure on white mustard (Sinapis alba L.) photosynthetic activity. BMC Plant Biology 16:191, (IF = 3,631) Kamila Konopińska, Mariusz Pietrzak, Radosław Leszek Mazur, Elżbieta Malinowska (2015) Analytical characterization of IgG-cTpp and IgG-Mn-cTpp conjugates. Journal of Porphyrins and Phthalocyanines 19: , (IF = 1.087) Michal Szalonek, Barbara Sierpien, Wojciech Rymaszewski, Katarzyna Gieczewska, Maciej Garstka, Malgorzata Lichocka, Laszlo Sass, Kenny Paul, Imre Vass, Radomira Vankova, Peter Dobrev, Pawel Szczesny, Waldemar Marczewski, Dominika Krusiewicz, Danuta Strzelczyk-Zyta, Jacek Hennig, Dorota Konopka-Postupolska. (2015) Potato Annexin STANN1 Promotes Drought Tolerance and Mitigates Light Stress in Transgenic Solanum tuberosum L. Plants. PloS One 10: e , (IF = 3,234)