Propozycje tematów prac dyplomowych dla studentów trybu

Tematy prac dyplomowych realizowanych w Katedrze Chemii Biomedycznej w roku
akademickim 2015-2016 (specjalna organizacja roku)
Opracowanie metody ekspresji i
histydynową
izolacji amyloidogennego warianta cystatyny C z metką
Imię i Nazwisko
studenta
Imię i Nazwisko
opiekuna
Paula Pettke
Aneta Szymańska
Karolina Nowak
Patrick Groves
Agnieszka Kowalczyk
Małgorzata Czerwicka
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.
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
Izolacja i badania strukturalne polisacharydów bakteryjnych
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
Nikola Gacka
Zbigniew Kaczyński
Monika Milewska
Elżbieta Jankowska
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.
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
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-(2chinolilo)benzoksazol-5-ylo]alaniną
Jakub Bigus
Katarzyna Guzow
Weronika Błażejak
Wiesław Wiczk
Aleksandra Orszulak
Franciszek
Kasprzykowski
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-2chinolilo)benzoksazol-5-ylo]alaniną
Projekt obejmuje przeprowadzenie syntezy reszty aminokwasu niebiałkowego – N-Boc-3-[2-(8-nitro-2chinolilo)benzoksazol-5-ylo]alaniny (Boc-Bx(8-NO2-2Q)-OH), a następnie otrzymanie na nośniku stałym
pentapeptydu o sekwencji H-Bx(8-NH2-2Q)-Leu-Arg-Trp-Phe-NH2 o potencjalnej aktywności
przeciwdrobnoustrojowej. Otrzymane związki zostaną oczyszczone metodami chromatograficznymi i
zidentyfikowane metodami spektroskopowymi.
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-(2fenylobenzoksazol-5-ylo)alaniny, oczyszczenie i zidentyfikowanie otrzymanych związków.
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
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 RodziewiczMotowidło