Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Pomiń baner

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Zakład Biofizyki Obliczeniowej i Bioinformatyki

http://bioinfo.mol.uj.edu.pl/

dr hab. Krzysztof Murzyn, adiunkt
pokój: B028 (3.01.36), telefon: 12 664 63 79, e-mail: krzysztof.murzyn@uj.edu.pl

prof. dr hab. Marta Pasenkiewicz-Gierula, profesor z tytułem profesora zwyczajnego
pokój: A021 (4.01.20), telefon: 12 664 65 18, e-mail: marta.pasenkiewicz-gierula@uj.edu.pl

dr Michał Markiewicz, adiunkt
pokój: A022 (4.01.21), telefon: 12 664 65 30, e-mail: m.markiewicz@uj.edu.pl

dr Krzysztof Sarapata, asystent
pokój: B025 (3.01.33), tel.: 12 664 63 80, e-mail: krzysztof.sarapata@uj.edu.pl

mgr Adrian Kania, asystent
pokój: B025 (3.01.33), telefon: 12 664 63 80, e-mail: adrian15x.kania@uj.edu.pl

mgr Krzysztof Makuch, asystent
pokój: B010 (3.01.4), telefon: 12 664 61 49, e-mail: krzysztof.makuch@uj.edu.pl

lic Rafał Miłodrowski, starszy referent
pokój: A018 (4.01.19), e-mail: rafal.milodrowski@uj.edu.pl

mgr Wojciech Gałan, pokój: B010 (3.01.4), telefon: 12 664 61 49
mgr Jan Majta, pokój: B010 (3.01.4), telefon: 12 664 61 49
mgr Krzysztof Makuch, pokój: B010 (3.01.4), telefon: 12 664 61 49
mgr Jakub Hryc, pokój: B019 (3.01.9), telefon: 12 664 64 31
mgr Adrian Kania, pokój: B019 (3.01.9), telefon: 12 664 64 31

Klasyczna symulacja dynamiki molekularnej

  • Badania obszaru interfazy woda/błona oraz dynamicznej struktury błon (dwuwarstw lipidowych) zbudowanych z różnych lipidów
  • Poszukiwanie korelacji między fizyko-chemicznymi własnościami błon lipidowych a (a) własnościami strukturalnymi lipidów błonowych i (b) składu lipidowego błony
  • Badanie mechanizmów działania wybranych związków błonowo-czynnych o potencjale terapeutycznym
  • Rozwój i walidacja parametryzacji pola siłowego OPLS All Atom
  • Badanie wzajemnego wpływu naturalnych składników błon (peptydów, karotenoidów itp.) na organizację strukturalną błon lipidowych
  • Badanie własności domen w błonach przesyconych cholesterolem
  • Badania translokacji małych i średniej wielkości cząsteczek przez błony lipidowe
  • Określenie własności mechanicznych błon zbudowanych z różnych lipidów
  • Badania nielamelarnych faz lipidowych
  • Badanie wczesnych etapów powstawanie blaszek miażdżycowych – samo-asocjacja cząsteczek cholesterolu w wodzie i wpływu wybranych oksysteroli na ten proces

Badania bioinformatyczne

  • Przewidywanie struktury przestrzennej i funkcji biologicznej białek
  • Analizy danych biologicznych metodami sztucznej inteligencji
  • Badania jakościowej kontroli transkryptów w procesie interferencji RNA oraz podziału funkcyjnego miRNA

Rozwój oprogramowania

  • Wspomaganie analizy wyników symulacji dynamiki molekularnej oraz parametryzacji pól siłowych
  • Analizy bioinformatyczne wykorzystujące sztuczne sieci neuronowe oraz algorytmy genetyczne
  • Metody badawcze, aparatura i oprogramowanie

Metody badawcze

  • modelowanie molekularne z rozdzielczością atomową (symulacja MD, umbrella sampling, free energy perturbation itp.) do badania układów błonowych
  • metody kwantowo-mechaniczne chemii obliczeniowej (DFP, MP2, QM/MM itp) do badania przebiegu reakcji katalitycznych oraz uzupełnienia parametryzacji pola siłowego OPLS-AA
  • metody bioinformatyczne do przewidywania struktury przestrzennej i funkcji biologicznej białek
  • metody uczenia maszynowego w zastosowaniu do analizy danych biologicznych

Aparatura i oprogramowanie

  • wysokowydajny 288-procesorowy klaster obliczeniowy
  • serwery i stacje graficzno-obliczeniowe
  • software do modelowania molekularnego (klasycznego i kwantowego: Gromacs, Amber, BOSS, CHARMM, Gaussian, CP2K)

  1. Marta Pasenkiewicz-Gierula: Spontaniczna asocjacja cząsteczek cholesterolu w pobliżu błony przesyconej cholesterolem modelująca początkowe stadia procesów prowadzących do tworzenia się blaszek miażdżycowych: badania komputerowe i eksperymentalne. (2017–2020), Harmonia 8, NCN 

  1. Subczynski WK, Pasenkiewicz-Gierula M. Hypothetical Pathway for Formation of Cholesterol Microcrystals Initiating the Atherosclerotic Process. Cell Biochem. Biophys. 2020 78:241-247
  2. Szczelina R, Baczynski K, Markiewicz M, Pasenkiewicz-Gierula M. Network of lipid interconnections at the interfaces of galactolipid and phospholipid bilayers. J. Mol. Liquids 2020 298:112002
  3. Bratek M, Wójcik-Augustyn A, Kania A, Majta J, Murzyn K. Condensed phase properties of n-pentadecane emerging from application of biomolecular force fields. Acta Biochem. Polon. 2020 67:309-318
  4. Makuch K, Markiewicz M, Pasenkiewicz-Gierula M. Asymmetric Spontaneous Intercalation of Lutein into a Phospholipid Bilayer, a Computational Study. Comput. Struct. Biotechn. J. 2019 17:516-526
  5. Bratek L, Markiewicz M, Baczynski K, Jalocha-Bratek J, Pasenkiewicz-Gierula M. Inverse hexagonal phase of poly-unsaturated monogalactolipids: a computer model and analysis. J. Mol. Liquids 2019 290:111189
  6. Plesnar E, Szczelina R, Subczynski WK, Pasenkiewicz-Gierula M. Is the cholesterol bilayer domain a barrier to oxygen transport into the eye lens? Biochim. Biophys. Acta – Biomembr. 2018 1860:434-441
  7. Pasenkiewicz-Gierula M, Baczynski K, Markiewicz M, Murzyn K. Computer modelling studies of the bilayer/water interface. Biochim. Biophys. Acta – Biomembr. 2016 1858:2305-2321
  8. Murzyn K, Pasenkiewicz-Gierula M. Structural Properties of the Water/Membrane Interface of a Bilayer Built of the E. coli Lipid A. J. Phys. Chem. B 2015 119:5846-5856
  9. Szczelina R, Murzyn K. DMG-alpha-A Computational Geometry Library for Multimolecular Systems. J. Mol. Inform. Model. 2014 54:3112-3123
  10. Maciejewski A, Pasenkiewicz-Gierula M, Cramariuc O, Vattulainen I, Rog T. Refined OPLS All-Atom Force Field for Saturated Phosphatidylcholine Bilayers at Full Hydration. J. Phys. Chem. B 2014 118:4571-4581
  11. Murzyn K, Bratek M, Pasenkiewicz-Gierula M. Refined OPLS All-Atom Force Field Parameters for n-Pentadecane, Methyl Acetate, and Dimethyl Phosphate. J. Phys. Chem. B 2013 117:16388-16396
  12. Kneller G, Baczynski K, Pasenkiewicz-Gierula M. Consistent picture of lateral subdiffusion in lipid bilayers: Molecular dynamics simulation and exact results. J. Chem. Phys. 2011 135:141105
  13. Rog T, Murzyn K, Milhaud J, Karttunen M, Pasenkiewicz-Gierula M. Water isotope effect on the phosphatidylcholine bilayer properties: a molecular dynamics simulation study. J. Phys. Chem. B. 2009;113:2378-2387.
  14. Rog T, Pasenkiewicz-Gierula M, Vattulainen I, Karttunen M. Ordering effects of cholesterol and its analogues. Biochim. Biophys. Acta – Biomembr. 2009 1788:97-121
  15. Rog T, Pasenkiewicz-Gierula M. Cholesterol-sphingomyelin interactions: A molecular dynamics simulation study. Biophys. J. 2006 91:3756-3767
  16. Murzyn K, Rog T, Pasenkiewicz-Gierula M. Phosphatidylethanolaminephosphatidylglycerol bilayer as a model of the inner bacterial membrane. Biophys. J. 2005 88:1091–1103
  17. Rog T, Murzyn K, Hinsen K, Kneller GR. nMoldyn: A program package for a neutron scattering oriented analysis of Molecular Dynamics simulations. J. Comp. Chem. 2003 24:657-667
  18. Rog T, Murzyn K, Pasenkiewicz-Gierula M. The dynamics of water at the phospholipid bilayer surface: a molecular dynamics simulation study. Chem. Phys. Lett. 2002 352:323-327
  19. Murzyn K, Jezierski G, Takaoka Y, Pasenkiewicz-Gierula M. Effects of phospholipid unsaturation on the membrane/water interface: A molecular simulation study. Biophys. J. 2001 81:170-183
  20. Pasenkiewicz-Gierula M, Takaoka Y, Miyagawa H, Kitamura K, Kusumi A. Hydrogen bonding of water to phosphatidylcholine in the membrane as studied by a molecular dynamics simulation: location, geometry, and lipid-lipid bridging via hydrogen-bonded water. J. Phys. Chem. A 1997 101:3677-3691
 

Prace magisterskie prowadzone w ZBOiB są wykonywane metodami obliczeniowymi. Proponowana tematyka to:

  • budowa i analiza komputerowych modeli błon specyficznych (błon komórek bakteryjnych, nerwowych itp.)
  • bioinformatyczne badania różnorodnych danych biologicznych
  • wpływ związków błonowo czynnych na strukturę i dynamikę błon
  • wpływ oksysteroli na stabilność domen cholesterolowych w błonie
  • dyfuzja związków drobno-cząsteczkowych na powierzchni i w poprzek błony
  • dynamika wewnątrzcząsteczkowa białka
  • rozwój i walidacja parametryzacji w polu siłowym OPLS All Atom
  • rozwój oprogramowania wspomagającego budowę i parametryzację modelowych układów cząsteczkowych
  • realizacja własnych racjonalnych pomysłów.

Umiejętność i chęć pracy z komputerem; zalecana jest umiejętność programowania i znajomość systemu GNU/Linux. Kandydat powinien być dobrze zmotywowany do pracy badawczej oraz wykazywać zainteresowanie procesami biologicznymi na poziomie atomowym.