Browsing by Author "Bujnicki, Janusz M. Promotor"
Now showing 1 - 9 of 9
Results Per Page
Sort Options
Item Analiza strukturalna oraz funkcjonalna acetylotransferazy PA4794 z Pseudomonas aeruginosa(2015-05-04) Majorek, Karolina Anna; Bujnicki, Janusz M. Promotor; Minor, Władysław. PromotorCelem pracy było wyjaśnienie związku między sekwencją, strukturą i funkcją poprzednio niescharakteryzowanego białka z nadrodziny GNAT PA4794 z Pseudomonas aeruginosa. Przeprowadzono analizę z użyciem metod krystalografii rentgenowskiej oraz biochemii. Uzyskane wyniki pokazały, iż PA4794 wybiórczo acetyluje grupę Nε C-końcowej lizyny peptydów, co sugeruje, że PA4794 może pełnić funkcję acetylotransferazy białek. Zidentyfikowano rownież zbiór zwiazków, w tym antybiotyki z grupy cefalosporyn, które wiążą się w miejscu wiązania substratu i działają jako inhibitory PA4794. Wyznaczono struktury PA4794 w formie niezwiązanej z ligandem, a także w kompleksie z AcCoA, CoA, kilkoma antybiotykami i innymi związkami, oraz w potrójnym kompleksie z produktami reakcji: CoA i zacetylowanym peptydem. Dane krystalograficzne w połączeniu z wynikami izotermicznej kalorymetrii miareczkowej pozwoliły na wyznaczenie parametrów wiązania oraz cech strukturalnych najsilniej wiażących się zwiazków. Kolejnym aspektem poruszonym w tej pracy jest wpływ czynników doświadczalnych na strukturę PA4794, powtarzalność doświadczeń, oraz interpretację wyników. Omówiono czynniki takie jak fragmenty polihistydynowe używane w chromatografii powinowactwa, bufor HEPES oraz obecność śladowych ilości zanieczyszczeń. Zarówno fragmenty polihistydynowe jak i bufor HEPES wiążą się w miejscu wiązania substratu PA4794, wpływając na jego aktywność i strukturę.Item Bioinformatyczna analiza struktury i oddziaływań z substratami metylotransferaz RNA odpowiedzialnych za oporność bakterii na antybiotyki(2011-09-30T08:30:11Z) Kościński, Łukasz; Bujnicki, Janusz M. PromotorNiniejsza praca doktorska dotyczyła badania interakcji metylotransferaz RNA z ich substratami i kofaktorami oraz projektowania inhibitorów ww. enzymów. W trakcie pracy badane były metylotransferazy Erm modyfikujące m6A2058 w 23S rRNA, odpowiedzialne za oporność bakterii na antybiotyki z grupy MLSB, metylotransferazy Rlm odpowiedzialne za oporność bakterii na tylozynę a modyfikujące m1G745 lub m1G748 w 23S rRNA i metylotransferazy Kam odpowiedzialne za oporność bakterii na aminoglikozydy a modyfikujące m1A1408 w 16S rRNA. W pracy zastosowano metody: symulacji dynamiki molekularnej, dokowania molekularnego, modelowania homologicznego i wirtualnych badań przesiewowych.W trakcie pracy przeanalizowano białko ErmC' i jego substrat RNA. Zbadano ruchy wewnątrzcząsteczkowe białka oraz zaproponowano model interakcji ErmC' z substratem i potencjalny inhibitor ww. enzymu. Zbadano oddziaływania białek Rlm z modyfikowaną przez nie helisą 35 w 23S rRNA. Zaproponowany został model interakcji ww. helisy z dimerem białka RlmA(I). Wymodelowana została struktura białka RlmA(II) oraz model oddziaływania tego enzymu z substratem RNA. Zaprojektowano także potencjalny inhibitor RlmA(II). Wykazano homologię enzymów Kam do metylotransferaz TrmB/Trm8 przeprowadzających metylację m7G. Stworzono model interakcji jednego z białek Kam – NpmA z rybosomem bakteryjnym i zaproponowano inhibitor NpmA.Item Modelowanie struktur wielopodjednostkowych kompleksów makromolekularnych(2013-03-06) Kasprzak, Joanna; Bujnicki, Janusz M. PromotorJednym z największych wyzwań współczesnej biologii strukturalnej jest poznanie funkcji i mechanizmu działania kompleksów makromolekularnych. Przykładem mogą być maszyny makromolekularne takie jak spliceosom, dla którego znany jest kształt całego kompleksu, skład podjednostkowy i dokładna struktura wielu elementów, ale brakuje metod, pozwalających wymodelować kompletną strukturę. Rozwiązanie struktur za pomocą technik doświadczalnych dla dużych kompleksów jest bardzo trudne, kosztowne i zajmuje dużo czasu. Niejednokrotnie, dla mało stabilnych struktur, nie udaje się w ogóle otrzymać struktury. W takich przypadkach jedyną możliwością jest zastosowanie metod komputerowych, służących do szybkiego przeszukiwania przestrzeni możliwych rozwiązań zdefiniowanych przez więzy pochodzące z badań doświadczalnych. W niniejszej pracy doktorskiej przedstawiono program PyRy3D, oparty na założeniach modelowania hybrydowego, który pozwala na wykorzystanie różnych danych doświadczalnych w procesie modelowania struktury. Procedura modelowania kompleksu do przeszukiwania przestrzeni rozwiązań wykorzystuje podejście Monte Carlo. Podejście zastosowane w PyRy3D umożliwia konstruowanie modeli o niskiej rozdzielczości także dla bardzo dużych kompleksów, nawet gdy brakuje danych strukturalnych dla pojedynczych komponentów.Item ModeRNA: program komputerowy do przewidywania struktury trzeciorzędowej RNA z zastosowaniem podejścia modelowania homologicznego(2012-07-06T10:57:44Z) Rother, Magdalena; Bujnicki, Janusz M. PromotorRNA pełni ważne role we wszystkich organizmach żywych. Pełne zrozumienie funkcji i mechanizmów działania cząsteczek RNA jest możliwe jedynie w kontekście ich struktury przestrzennej. Metody doświadczalne pozwalające określić położenie poszczególnych atomów w przestrzeni są jednak drogie i czasochłonne. Powoduje to olbrzymią dysproporcję pomiędzy liczbą znanych sekwencji i znanych struktur. Bazując na podejściu modelowania homologicznego w tej pracy powstał program komputerowy ModeRNA do przewidywania struktury przestrzennej RNA. Buduje on model na podstawie szablonu strukturalnego i przyrównania pomiędzy sekwencją celu i szablonu. Program pozwala ponadto na analizę oraz redagowanie struktury RNA. Jego unikatową cechą jest możliwość modelowania 115 modyfikowanych nukleotydów. Oprócz wersji instalacyjnej programu powstał serwer, który udostępnia operacje do modelowania oraz ułatwia odnalezienie szablonu i przygotowanie przyrównania. Program ModeRNA wspiera wszystkie kroki niezbędne do zbudowania modelu homologicznego cząsteczki RNA. Działanie programu zostało sprawdzone na zbiorze 99 tRNA, dla których zostały zbudowane i ocenione 9802 modele. Średnie RMSD wyniosło 5,6 Å i jest zbliżona do zmienności występującej w zbiorze struktur natywnych. Program ModeRNA posiada obszerną dokumentację, która wraz z kodem dostępna jest pod licencją wolnego i otwartego oprogramowania (GNU GPL).Item Nowe metody bioinformatyczne służące do przewidywania miejsc wiązania jonów metali i niskocząsteczkowych ligandów w strukturach RNA(2013-11-04) Philips, Anna; Bujnicki, Janusz M. PromotorGłównym celem prezentowanej rozprawy doktorskiej było stworzenie nowych programów komputerowych służących do przewidywania oddziaływań RNA z małymi cząsteczkami (np. potencjalnymi lekami) i jonami metali. Realizacja niniejszego projektu ma znaczenie dla postępu badań nad biologią RNA. W celu zrozumienia molekularnych mechanizmów działania RNA niezbędna jest wiedza o jego strukturze i oddziaływaniach z innymi cząsteczkami, gdyż to one determinują jego funkcje. W przypadku, gdy istnieją struktury krystaliczne możliwa jest analiza oddziaływań RNA z innymi związkami, jednak w przypadku, gdy dane te nie są dostępne, jedyną alternatywą jest skorzystanie z narzędzi bioinformatycznych. Konieczność podjęcia realizacji prezentowanego projektu jest motywowana brakiem wydajnych i w pełni automatycznych narzędzi tego typu. Powstałe w realizacji prezentowanej pracy doktorskiej narzędzia umożliwiają modelowanie kompleksów struktur RNA z jonami metali i niskocząsteczkowymi ligandami. Ocena siły wiązania opiera się na potencjałach statystycznych wyprowadzonych z bazy danych znanych struktur.Item Opracowanie nowych baz danych opisujących metabolizm kwasów nukleinowych.(2013-11-05) Milanowska, Kaja; Bujnicki, Janusz M. PromotorGłównym celem projektu było stworzenie elementów ujednoliconego systemu bazodanowego opisującego cały metabolizm kwasów nukleinowych. Taki system pozwoli na szersze spojrzenie na biologię systemów tych związków, dogłębną analizę szlaków, czy systematyzację wiedzy. Opracowanie tego typu podejścia będzie stanowiło krok milowy w dziedzinie biologii systemów kwasów nukleinowych, pozwoli lepiej zrozumieć wiele ważnych procesów biologicznych i da silny impuls do dalszych analiz doświadczalnych. W ramach niniejszego projektu powstały dwie bazy: REPAIRtoire – baza szlaków naprawy DNA i RNApathwaysDB – baza szlaków dojrzewania i degradacji RNA. Pierwszą bazą jest REPAIRtoire. Choć temat naprawy DNA jest poruszany przez wiele grup badawczych, a informacje znaleźć można w wielu źródłach, do tej pory nie powstało żadne na ten temat. REPAIRtoire to pierwsza taka baza, której celem istnienia jest nie tylko zgromadzenie informacji o systemach naprawy DNA, ale także usystematyzowanie wiedzy o powiązaniach ludzkich chorób z mutacjami występującymi w genach odpowiedzialnych za stabilność DNA oraz dostarczenie danych o źródłach i rodzajach czynników uszkadzających DNA. Drugą bazą jest RNApathwaysDB. Celem tego projektu było stworzenie źródła wiedzy o szlakach dojrzewania i degradacji RNA. Baza ta gromadzi informacje dotyczące reakcji np.: wycinania intronów, dojrzewania i degradacji tRNA, mRNA, rRNA; a także dane o cząsteczkach biorących w nich udział. Opisane bazy w przyszłości zostaną połączone w jeden spójny system, w którym będą nawzajem korzystać ze swoich danych, co spowoduje ich integrację i rozszerzenie funkcjonalności.Item Przewidywanie struktury RNA i oddziaływań białko-RNA(2013-03-06) Puton, Tomasz; Bujnicki, Janusz M. PromotorCelem pracy doktorskiej pt. „Przewidywanie struktury RNA i oddziaływań białko-RNA” było opracowanie i przetestowanie w praktyce programów komputerowych do przewidywania struktury drugorzędowej RNA oraz oddziaływań białek z RNA. W przypadku pierwszego zadania przeprowadzono zarówno testy dostępnych narzędzi, jak i opracowano meta-metodę do przewidywania oddziaływań białek z RNA, która została udostępniona za pomocą meta-serwera GeneSilico http://www.genesilico.pl/meta2. Z kolei w wyniku realizacji drugiego z celów stworzono automatyczny system testów narzędzi do przewidywania struktury drugorzędowej RNA, który udostępniony został poprzez internetowy serwer CompaRNA (http://comparna.amu.edu.pl/ oraz http://iimcb.genesilico.pl/comparna/). Projekt CompaRNA to inicjatywa analogiczna do projektów CASP (ang. Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction) oraz Livebench, które doprowadziły do przełomu w rozwoju metod do modelowania struktur białek. Mam nadzieję, że wyniki testów narzędzi do przewidywania oddziaływań białek z RNA oraz struktury drugorzędowej RNA będą impulsem dla naukowców zajmujących się rozwijaniem metodologii do wypróbowania nowych rozwiązań, które przyczynią się do zwiększenia dokładności generowanych przewidywań.Item Ustalenie struktury przestrzennej i analiza porównawcza wybranych alergenów wziewnych oraz ich kompleksów z przeciwciałami(2016-02-01) Osiński, Tomasz; Bujnicki, Janusz M. Promotor; Minor, WładekAlergie towarzyszą człowiekowi niemal od zarania dziejów. Już w starożytnym Egipcie, Mezopotamii i Grecji znano reakcje alergiczne na pewne substancje. Alergią nazywamy stan, w którym organizm reaguje na substancję niegroźną w sposób gwałtowny i nieadekwatny do poziomu rzeczywistego zagrożenia. Reakcja alergiczna może występować pod wpływem różnych czynników i pod różnymi postaciami. Astma, wysięk z nosa, wysypka, problemy pokarmowe to tylko główne schorzenia związane z alergią. Astma jest jedną z najczęstszych (Masoli et al., 2004) i jedną z najpoważniejszych chorób dróg oddechowych, która może być powodowana przez alergeny wziewne (Busse and Lemanske, 2001). Przebieg astmy może być ostry lub chroniczny i ekspozycja na pyłek, ślinę i naskórek zwierzęcy, odchody roztoczy kurzu domowego, różne substancje karalusze, a także substancje niebędące alergenami mogą spowodować atak astmy. Poznanie struktury pneumoalergenów oraz próba zrozumienia molekularnych podstaw oddziaływań pomiędzy badanymi alergenami i przeciwciałami może przyczynić się do opracowania w przyszłości odpowiedniej terapii immunologicznej a tym samym zmniejszenia objawów astmy u osób nią dotkniętych. Głównym elementem tezy doktorskiej było zbadanie molekularnych podstaw oddziaływania głównego alergenu Grupy 1 z roztocza kurzu domowego pochodzącymi z Europy Der p 1 (skórożarłoczek skryty - Dermatophagoides pteronyssinus) oraz roztoczy kurzu domowego pochodzącymi z Ameryki (Dermatophagoides farinae) Der f 1 z przeciwciałami monoklonalnymi 4C1, 5H8 oraz 10B9. Została przeprowadzona szczegółowa analiza powierzchni oddziaływania epitopu oraz paratopu w otrzymanych kompleksach alergenu z przeciwciałami. Zbadanie alergenu Bla g 4 pochodzącego z karaczana prusaka (Blatella germanica) było kolejną częścią projektu poznania pneumoalergenów. Alergen ten należy do lipokalin – rodziny białek wiążących małe cząsteczki. Lipokaliny charakteryzują się stosunkowo niewielkim zachowaniem ewolucyjnym na poziomie sekwencji, ale silnym na poziomie struktury. Funkcja Bla g 4 oraz ligand wiązany przez to białko są nieznane. Rozwiązanie struktury Bla g 4 umożliwiło identyfikację ligandu, a przeprowadzenie analiz strukturalnych, sekwencyjnych oraz filogenetycznych najbliższego homologa – Per a 4 oraz innych spokrewnionych alergenów umożliwi w nieodległej przyszłości poznanie ich wzajemnych relacji. Poznanie struktury oraz zbadanie homologów alergenu Alt a 1 było ostatnią częścią projektu. Alergen Alt a 1 pochodzi z pleśni Alternaria alternata występującej powszechnie w klimacie umiarkowanym. Alt a 1 jest alergenem o nieznanej strukturze i funkcji. Rozwiązanie struktury, oraz analizy sekwencyjne i filogenetyczne będą pierwszym krokiem do przyszłych badań nad tym alergenem. Kompleksy alergenu Der p 1 z przeciwciałami 10B9 oraz 5H8, a także przeciwciała 10B9 w niezwiązanej formie dostarczyły unikatowej okazji do przeanalizowania sposobu wiązania regionów determinujących komplementarność przeciwciał do epitopów. Bardzo bliskie pokrewieństwo Der p 1 oraz Der f 1 oraz różnorodność otrzymanych struktur umożliwiła porównanie zmian zachodzących podczas wiązania przeciwciał, a także rodzajów uwarunkowań molekularnych do ich wystąpienia. Umożliwiło to porównanie zmian zachodzących podczas wiązania przeciwciała 10B9 do Der p 1 w kontekście otrzymanej uprzednio struktury alergenów Der p 1 i Der f 1 z podwójnie swoistym przeciwciałem 4C1. Otrzymane wyniki prowadzą do wniosku, że nawet takie same lub prawie identyczne epitopy mogą zachowywać się zgodnie zarówno z modelem „klucza i zamka” jak i modelem indukowanego dopasowania Identyfikacja reszt aminokwasowych odgrywających znaczącą rolę w oddziaływaniach alergenu z przeciwciałami oraz zrozumienie strukturalnych podstaw komplementarności między nimi może zostać wykorzystane w projektowaniu alergenów o epitopach charakteryzujących się obniżoną siłą wiązania przeciwciał do celów immunoterapii alergenowej. Dzięki krystalografii rentgenowskiej możliwe było poznanie szczegółów oddziaływania alergenu Bla g 4 z tyraminą, a dzięki analizie struktur oraz sekwencji białek homologicznych, będących także alergenami, poznanie zachowanego ewolucyjnie miejsca i sposobu wiązania tego ligandu wśród pokrewnych alergenów. Okazuje się, że nawet najbliższy homolog Bla g 4 - Per a 4 pochodzący z karalucha amerykańskiego (Periplaneta americana) nie ma zachowanych kluczowych aminokwasów odpowiedzialnych za wiązanie tyraminy i oktopaminy, więc najprawdopodobniej wiąże inne ligandy oraz pełni inną funkcję. Poznanie struktury alergenu Alt a 1, jako unikalnej dimerycznej β-baryłki, a także jako pierwszej z całej rodziny białek z grzybów o nieznanej funkcji jest pierwszym krokiem w celu dalszych badań nad funkcją oraz powiazaniem struktury z funkcja, co może doprowadzić do opracowania nowych form immunoterapii dla osób uczulonych na ten alergen. Uzyskanie struktur krystalicznych za pomocą rentgenografii krystalograficznej oraz analizy molekularnych podstaw oddziaływania alergenów z przeciwciałami; analizy strukturalnej wraz z sekwencyjną między homologicznymi alergenami może w przyszłości zostać wykorzystana do celów farmaceutycznych. Wyniki tych badań pokazują, że zastosowanie połączenia różnych technik umożliwia otrzymanie optymalnych rezultatów.Item Wyznaczenie struktury i analiza syntazy izochoryzmianu DhbC z Bacillus anthracis z wykorzystaniem innowacyjnego systemu zarządzania danymi dla Genomiki Strukturalnej(2015-07-24) Domagalski, Marcin; Bujnicki, Janusz M. Promotor; Minor, Władysław. PromotorGłównymi celami niniejszej pracy było rozwiązanie struktury przestrzennej i charakterystyka właściwości biochemicznych syntazy izochoryzmianu DhbC z B. anthracis oraz stworzenie komponentów innowacyjnego systemu zarządzania danymi doświadczalnymi „UniTrack” dla Center for Structural Genomcis of Infectious Diseases (CSGID). Struktura formy apo DhbC została rozwiązana za pomocą krystalografii rentgenowskiej pojedyńczych kryształów makromolekuł do rozdzielczości 2.4 Å. Przy pomocy analizy spektorfotometrycznej potwierdzono funkcję katalityczną enzymu oraz wyznaczono stałe kinetyczne reakcji enzymatycznej. Rozwinięte w ramach pracy komponenty systemu „UniTrack” to baza danych monitorująca postęp prac na celami białkowymi „CSGID-DB”, powiązany z nią portal internetowy zapewniający publiczny dostęp do danych i rozpowszechniający uzyskaną wiedzę, narzędzie do walidacji celów białowych, a także protokoły komunikacji z zewnętrznymi bazami danych. „UniTrack” monitoruje pracę doświadczalną nad poszczególnymi celami białkowymi i zapewnia intuicyjny przypływ pracy pomiędzy grupami badawczymi zaangażowanymi w projekt. System monitoruje również ogólny postęp prac doświadczalnych CSGID przez generowane w czasie rzeczywistym wewnętrzne raporty i statystyki jak również pliki XML, które są wykorzystywane do deponowania informacji w zewnętrznych repozytoriach.