W celu świadczenia usług na najwyższym poziomie stosujemy pliki cookies. Korzystanie z naszej witryny oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu. W każdym momencie można dokonać zmiany ustawień Państwa przeglądarki. Zobacz politykę cookies.
Powrót
Na granatowym tle częściowo widoczne trzy gwiazdki żółta, biała i czerwona obok napis Fundusze Europejskie Wiedza Edukacja Rozwój biało-czerwona flaga polska obok napis Rzeczpospolita Polska Logotyp Z lewej strony napis Unia Europejska Logotyp. Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego. po prawej strony na granatowym tle 12 żółtych gwiazdek tworzących okrąg flaga Unii Europejskiej

Interdyscyplinarne Środowiskowe Studia Doktoranckie "Fizyczne, Chemiczne i Biofizyczne Podstawy Nowoczesnych Technologii i Inżynierii Materiałowej " (FCB) – dr Joanna Śmietańska - Nowak

2

 kwadrat z odchodzącymi mackami  Tytuł projektu

Interdyscyplinarne Środowiskowe Studia Doktoranckie "Fizyczne, Chemiczne i Biofizyczne Podstawy Nowoczesnych Technologii i Inżynierii Materiałowej " (FCB) – dr Joanna Śmietańska - Nowak

zarys górnej sylwetki człowieka  Nazwa Beneficjenta/Beneficjentów

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

ikona teczki  Nazwa programu

Program Operacyjny Wiedza Edukacja Rozwój

ikona gazety  Konkurs

Interdyscyplinarne Środowiskowe Studia Doktoranckie "Fizyczne, Chemiczne i Biofizyczne Podstawy Nowoczesnych Technologii i Inżynierii Materiałowej " (FCB)

ikona dwóch kupek monet  Wartość projektu

10 123 883,00 zł na 75 beneficjentów

ikona ręki, a nad nią dwa kółka  Wartość dofinansowania

134 895,00 zł na jednego doktoranta 

ikona zegara  Okres realizacji projektu

od 1.09.2017 r. do 31.08.2022 r. (przedłużony do 31.10.2023)

Poznaj nasz zespół

Zespół badawczy

Dr Joanna Śmietańska-Nowak, dr Ireneusz Bugański, dr Radosław Strzałka, dr Joanna Śliwiak (IChB PAN, Poznań), prof. dr hab. Janusz Wolny, prof. dr hab. Mariusz Jaskólski (IChB PAN/UAM, Poznań)

 

Zdjęcie nr 1. Zdalne pomiary na synchrotronach DLS (Oxford, Wielka Brytania) oraz ESRF (Grenoble, Francja) prowadzone z Weizmann Institute of Science w Rehovot, Izrael.
Zdalne pomiary na synchrotronach DLS (Oxford, Wielka Brytania) oraz ESRF (Grenoble, Francja) prowadzone z Weizmann Institute of Science w Rehovot, Izrael.  

 

60. Konwersatorium Krystalograficznym we Wrocławiu, prezentacja plakatu konferencyjnego wyróżnionego nagrodą za Najlepszy Poster
60. Konwersatorium Krystalograficznym we Wrocławiu, prezentacja plakatu konferencyjnego wyróżnionego nagrodą za Najlepszy Poster

 

Plakat konferencyjny prezentowany podczas XXV IUCr Congress w Pradze, największej i najbardziej prestiżowej konferencji krystalograficznej.
Plakat konferencyjny prezentowany podczas XXV IUCr Congress w Pradze, największej i najbardziej prestiżowej konferencji krystalograficznej. 

 

Jaki problem rozwiązuje nasz projekt?

W ciałach stałych materiały krystaliczne cechuje uporządkowane ułożenie atomów (jonów lub cząsteczek) w przestrzeni trójwymiarowej. Poznanie struktury kryształów przy pomocy promieniowania elektromagnetycznego, wymaga zastosowania promieniowania rentgenowskiego. W wyniku rozpraszania tego promieniowania na elektronach atomów należących do kryształu otrzymuje się mapy gęstości elektronowej, których kształt dość dobrze odwzorowuje kształt cząsteczki i umożliwia jej identyfikację. Krystalizować można nie tylko substancje nieorganiczne, ale także białka – już w 1840 opisano kryształy hemoglobiny dżdżownicy, ale prawdziwymi krokami milowymi było zbadanie struktury białka mioglobiny wieloryba pod koniec lat. 50 XX wieku oraz zarejestrowanie obrazów rentgenowskich włókien DNA w 1953 roku. Od tej pory krystalografia białek rozwija się niezwykle prężnie dostarczając co roku tysiące nowych struktur. Nie wszystkie kryształy są idealnie uporządkowane, a zjawisko zaburzenia struktury kryształu i powtarzającego się okresowo przesunięcia atomów z ustalonych położeń nosi nazwę modulacji struktury. Jest to bardzo rzadka, wręcz unikatowa cecha wśród kryształów białek. Brak komercyjnie dostępnego oprogramowania utrudnia systematyczną analizę zjawiska modulacji kryształów białek. Nasz projekt pomógł dokładnie opisać i przeanalizować strukturę dwóch modulowanych kompleksów białka Hyp-1 (z ziela dziurawca zwyczajnego) z cząsteczką ANS. Przeprowadzone badania pozwoliły przygotować dokładne modele modulowanego białka oraz przyjrzeć się poziomowi nieuporządkowania struktury. Ze względu na brak powszechnie dostępnego oprogramowania przygotowaliśmy pionierski zestaw skryptów, które pozwalają analizować dane eksperymentalne aż do etapu otrzymania modelu z dokładnością do pojedynczego atomu, który był następnie poprawiany (udokładniany), aby osiągnąć jak najwyższy stopień zgodności z wynikami eksperymentu.

Kto skorzysta z wyników projektu?

Rezultaty projektu stanowią istotne poszerzenie wiedzy o zjawiskach związanych z zaburzeniami uporządkowania kryształów. Zjawisko modulacji struktury jest stosunkowo dobrze poznane w krystalografii małocząsteczkowej, ale jego występowanie w makromolekularnych kryształach białkowych było zaskakujące. Dzięki rezultatom projektu udało się dokładnie opisać dwie niezwykle rozbudowane (ok. 50 000 atomów każda) struktury modulowanych kompleksów białka Hyp-1 z ANS, a także przygotować oprogramowanie, które umożliwia rutynową analizę struktur modulowanych. Osiągnięte wyniki są istotne nie tylko dla krystalografów, ale także biologów strukturalnych, gdyż białko Hyp-1 zostało otrzymane z ziela dziurawca zwyczajnego wykazującego właściwości lecznicze oraz udowodniono, że białko to może odgrywać rolę w transporcie aktywnych biologicznie fitohormonów, takich jak melatonina.

Co było dla nas największym wyzwaniem w realizacji projektu?

Istotnym wyzwaniem jest ilość danych wymaganych do przetworzenia. Eksperyment dostarcza setek tysięcy refleksów (odbić promieniowania rentgenowskiego od cząsteczek kryształu), które są następnie poddawane analizie w celu wstępnego odtworzenia modelu obiektu na poziomie pojedynczych atomów. W przypadku modulowanych struktur Hyp-1 z ANS modele te były bardzo rozbudowany i każdy z nich obejmował ok. 50 000 atomów. Modele były następnie udoskonalane (udokładniane) względem danych doświadczalnych, co wymagało wprowadzenia dodatkowych parametrów, więzów określających dopuszczalne długości wiązań i kątów w strukturze, a to pochłaniało znaczne zasoby obliczeniowe. Z tego powodu niezbędne było zastosowanie komputerów o dużej mocy obliczeniowej.

{"register":{"columns":[]}}