Zakład Biofizyki Molekularnej

Strona www

Kierownik Zakładu

dr hab. Ryszard J. Gurbiel, adiunkt
pokój: B003 (3.01.42), telefon: 12 664 65 13

Pracownicy

prof. dr hab. Wojciech Froncisz, profesor emeritus
pokój: B023 (3.01.30), telefon: 12 664 64 45

prof. dr hab. Bernard Korzeniewski, profesor nadzwyczajny
pokój: B027 (3.01.35), telefon: 12 664 63 73

prof dr hab. Artur Osyczka, profesor nadzwyczajny
pokój: A027 (4.01.26), telefon: 12 664 63 48

dr Małgorzata Dutka, starszy wykładowca
pokój: C042 (2.01.31), telefon: 12 664 65 91

dr Marcin Sarewicz, adiunkt
pokój: A026 (4.01.25), telefon: 12 664 65 90

dr Janusz Pyka, adiunkt
pokój: C042 (2.01.31), telefon: 12 664 65 91

dr Arkadiusz Borek, asystent
pokój: A024 (4.01.23), telefon: 12 664 65 42

dr Robert Ekiert, asystent naukowy
pokój:A026 (4.01.25), telefon: 12 664 65 90

dr Rafał Pietras, asystent
pokój: A024 (4.01.23), telefon: 12 664 65 42

dr Sebastian Pintscher, asystent
pokój: A024 (4.01.23), telefon: 12 664 65 42 

mgr inż. Jerzy Kozioł, st. specj. naukowo-techniczny
pokój: A025 (4.01.24), telefon: 12 664 65 22

inż. Tadeusz Oleś, st. specj. naukowo-techniczny
pokój: A025 (4.01.24), telefon: 12 664 65 22
 

Doktoranci

mgr Łukasz Bujnowicz, pokój: A026 (4.01.25), telefon: 12 664 65 90
mgr Patryk Kuleta, pokój: A024 (4.01.23), telefon: 12 664 65 42

Tematyka badań

  • Molekularne podstawy funkcjonowania biologicznych układów przekształcających energię, w tym mitochodrialnego łańcucha oddechowego i łańcucha fostosyntetycznego, i ich rola w utrzymaniu homeostazy komórkowej
  • Mechanizm transportu elektronu i protonu w białkach oksydoredukcyjnych
  • Mechanizm powstawania i neutralizacji wolnych rodników w układach bioenergetycznych
  • Molekularna architektura i właściwości fizyko-chemiczne metaloprotein oraz katalitycznych centr redoks w błonie bioenergetycznej
  • Zastosowanie metody spektroskopii EPR i obrazowania MRI do badania struktury i dynamiki układów biologicznych
  • Komputerowe modelowanie szlaków bioenergetycznych w komórce zwierzęcej
  • Regulacja fosforylacji oksydacyjnej w sercu i mięśniu szkieletowym podczas zwiększonego wysiłku
  • Wpływ niskiego stężenia tlenu i wrodzonych niedoborów enzymatycznych na fosforylację oksydacyjną
  • Cybernetyczna definicja życia

Techniki badawcze oraz aparatura specjalistyczna

Techniki:

  • spektroskopia optyczna (w tym czasowo-rozdzielcza),
  • spektroskopia EPR (fala ciagla i impulsowa),
  • inżynieria genetyczna (ukierunkowana mutageneza).

Najważniejsza aparatura:

  • Spektrometr EPR Elexys E-580-10/12 z przystawką temperaturową, pracujący w paśmie X (9,5 GHz) i paśmie Q (35 GHz) zarówno w trybie fali ciągłej jak i w trybie impulsowym z wykorzystaniem transformacji fourierowskiej. Przystawka temperaturowa umożliwia pomiary w temperaturach od kliku do kilkuset kelwinów z możliwością stosowania techniki szybkiego zamrażania (ang. freeze-quench)
  • Zaprojektowane i wykonane w Zakładzie spektrometry EPR pracujące w pasmach L (1,1 GHz) i X umożliwiające pomiary metodą fali ciągłej i quasi impulsową metodą Saturation Recovery
  • Dwufalowy spektrofotometr czasowo-rozdzielczy
  • Spektrofotometr BioLogic z możliwością pomiarów techniką zatrzymanego przepływu (ang. stopped-flow), spektrofotometr BioLogic typu "diode array"
  • Spektrofotometry UV/Vis Shimadzu; Analytical-Jena; Hitachi
  • Pracownia biochemiczna i inżynierii genetycznej wyposażona całościowo w aparaturę niezbędną do hodowli bakterii, izolacji błon i białek, ukierunkowanej mutagenezy

Projekty badawcze

  1. Artur Osyczka: Molekularne podstawy regulacji przepływu elektronów między błonową pulą ubichinolu a pozabłonową pulą cytochromu c. Czy mitochondrialny kompleks III podlega przejściu między stanem „szybkim" a „wolnym". (2016-2021), MAESTRO 7, NCN.
  2. Artur Osyczka: Consequences of faulty electron transfer induced by asymmetric cytochrome bc1 for mitochondrial respiratory disease and aging. (2011-2017). International Senior Research, brytyjska fundacja The Wellcome Trust.

Najważniejsze publikacje

  1. Pintscher, S., Kuleta, P., Cieluch, E., Borek, A., Sarewicz, M., Osyczka, A. (2016) Tuning of hemes b equilibrium redox potential is not required for cross-membrane electron transfer. J. Biol. Chem. 291, 6872-6881.
  2. Borek, A., Kuleta, P., Ekiert, R., Pietras, R., Sarewicz, M., Osyczka, A. (2015) Mitochondrial disease-related mutation G167P in cytochrome b of Rhodobacter capsulatus cytochrome bc1 (S151P in human) affects the equilibrium distribution of [2Fe-2S] cluster and generation of superoxide. J. Biol. Chem. 290, 23781-23792.
  3. Sarewicz, M., Osyczka, A. (2015) Electronic connection between the quinone and cytochrome c redox pools and its role in regulation of mitochondrial electron transport and redox signaling. Physiol. Rev. 95, 219-243.
  4. Beldzik, E., Domagalik, A., Froncisz, W., Marek, T. (2015) Dissociating EEG sources linked to stimulus and response evaluation in numerical Stroop task using Independent Component Analysis. Clinical Neurophysiology 126, 914-926.  
  5. Korzeniewski B (2015) Effect of OXPHOS complex deficiencies and ESA dysfunction in working intact skeletal muscle: implications for mitochondrial myopathies. Biochim Biophys Acta (Bioenergetics) 1847, 1310-1319.
  6. Korzeniewski B, Rossiter HB (2015) Each-step activation of oxidative phosphorylation is necessary to explain muscle metabolic kinetic responses to exercise and recovery in humans. J Physiol 593, 5255-5268.
  7. Sarewicz, M., Dutka, M., Pintscher, S., Osyczka, A. (2013) Triplet state of the semiquinone-Rieske cluster as an intermediate of electronic bifurcation catalyzed by cytochrome bc1. Biochemistry 52, 6388-6395.
  8. Sarewicz, M., Borek, A., Cieluch, E., Świerczek, M., Osyczka, A. (2010) Discrimination between two possible reaction sequences that create potential risk of generation of deleterious radicals by cytochrome bc1. Implications for the mechanism of superoxide production. Biochim. Biophys. Acta 1797, 1820-1827.  
  9. Świerczek, M., Cieluch, E., Sarewicz, M., Borek, A., Moser, C. C., Dutton, P. L., Osyczka, A. (2010) An electronic bus bar lies in the core of cytochrome bc1. Science 329, 451-454.
  10. Sarewicz, M., Borek, A., Daldal, F., Froncisz, W., Osyczka, A. (2008) Demonstration of short-lived complexes of cytochrome c with cytochrome bc1 by EPR spectroscopy. Implications for the mechanism of interprotein electron transfer. J. Biol. Chem. 283, 14826-24836.

Tematyka prac licencjackich i magisterskich

  • Mechanizm działania, struktura i dynamika białek redox (oksydoreduktaz, cytochromów, białek żelazowo-siarkowych) na poziomie molekularnym badany przy użyciu zaawansowanych technik spektroskopowych (optycznej; EPR) i inżynierii białkowej (ukierunkowana mutageneza, znakowanie sondami molekularnymi), z wykorzystaniem modelowego układu bakterii fotosyntetyzujących
  • Wolne rodniki i molekularne podłoże chorobotwórczych i adaptacyjnych mutacji mitochondrialnych
  • Zastosowanie metody spektroskopii EPR i obrazowania MRI do badania struktury i dynamiki układów biologicznych.
  • Wpływ pola elektrycznego na układy biologiczne
  • Komputerowe modelowanie szlaków metabolicznych
  • Teoretyczne badanie kontroli i regulacji szlaków metabolicznych

Wymagania stawiane studentom

  • Zainteresowanie pracą naukową i laboratoryjną oraz chęć poszerzenia wiedzy w zakresie tematycznym związanym z badaniami prowadzonymi w Zakładzie
  • Dobra znajomość podstawy biochemii, biofizyki i biologii molekularnej
  • Dobra znajomość języka angielskiego w piśmie i mowie
  • Biegłość w obsłudze komputera