Kierownik:

Prof. dr hab. Maciej Stobiecki

Zakład Biochemii Produktów Naturalnych

 

Pracownicy naukowi:

dr Marta Sikora
 

Doktoranci:

mgr Marta Nolka-Szaszner

Działalność naukowa

Działalność badawcza:

  • badanie roli fenolowych metabolitów wtórnych w reakcjach obronnych siewek łubinu (L. angustifolius) poddawanych infekcji grzybem powodującym antraknozę Colletotrichum lupini ;
  • wykorzystanie technik wysokorozdzielczej spektrometrii mas wraz z spektroskopią ruchliwości jonów i kolizyjnie indukowana dysocjacją cząstek (CID MS/MS) do charakterystyki metabolitów wtórnych występujących w mieszaninach;
  • zastosowanie spektrometru mas typu Maldi ToF do monitorowania zmian składu wybranych klas metabolitów wtórnych w próbkach materiału biologicznego bez konieczności stosowania metod chromatograficznych, metoda określania „odcisku palca” dla wybranych klas produktów naturalnych.
  • analizy fitochemiczne (metabolomiczne);
  • analiza proteomu siewek jęczmienia w odmianach oraz populacji mapującej poddawanych stresowi suszy pod kątem odporności poszczególnych linii na tego rodzaju stres;
  • poszukiwania białkowych biomarkerów chorób człowieka w surowicy/osoczu krwi z wykorzystaniem metod 2D E/MS;
  • systemy aktywnego transportu w dystrybucji produktów naturalnych;
  • badania nad procesem homocysteinylacji białek krwi oraz rolą biologiczną tych modyfikacji w chorobach układu krążenia;
  • zastosowanie spektrometrii mas do analizy miejsc N-homocysteinylacji białek;
  • ocena molekularna (proteomiczna i lipidomiczna) w układach in vitro kardiomiocytów pozyskanych z komorek iPS z wykorzystaniem protokołu wynikającego z działań Algorytmu Genetycznego.

Profil badań:

W Zakładzie Biochemii Produktów Naturalnych prowadzone są prace na układach zwierzęcych i roślinnych, oparte są one na analizie proteomicznej oraz metabolomicznej badanych organizmów. Drugie z wymienionych podejść metodologicznych opiera się szczególnie na wykorzystaniu metod profilowania metabolitów pierwotnych oraz wtórnych z zastosowaniem technik rozdziału chromatograficznego oraz identyfikacji i/lub analizy ilościowej składników mieszanin z użyciem różnych systemów detekcji (spektrometria mas, detektory promieniowania UV oraz fluorescencji). Badania powyższe związane są z analizą roli i znaczenia metabolitów wtórnych i pierwotnych w reakcjach obronnych, głównie roślin modelowych (A. thaliana, M. truncatula), a także roślin rodzaju łubinu (Lupinus), i roślin zbożowych podczas oddziaływania na nie różnego rodzaju stresów biotycznych lub abiotycznych.

Poza monitorowaniem procesów biochemicznych w roślinach jesteśmy zainteresowani opracowaniem metod zastosowania różnego rodzaju technik spektrometrii mas do określenia struktury oraz identyfikacji produktów naturalnych występujących w materiale biologicznym, najczęściej substancji będących izomerami lub izobarami. Do tych celów wykorzystujemy spektrometry mas wyposażone w analizatory wysokiej rozdzielczości (najczęściej mierzące czas przelotu jonów) oraz techniki kolizyjnie indukowanej dysocjacji (CID MS/MS) podczas stosowania delikatnych metod jonizacji (elektrorozpraszanie).

Ważne miejsce w prowadzonych badaniach zajmują projekty związane z badaniami białek zarówno w organizmach roślinnych jak i zwierzęcych. Pierwszą grupę stanowią projekty związane z analizą proteomów roślinnych, w jęczmieniu poddawanym stresowi suszy, badania są prowadzone na siewkach różnych odmian i populacji mapujących jęczmienia. Drugi nurt badawczy dotyczy zastosowań analizy proteomicznej w diagnostyce medycznej. Realizowane projekty dotyczą oznaczenia biomarkerów stanów chorobowych na poziomie białek lub analizy poziomu ich modyfikacji potranslacyjnych. Między innymi wykorzystuje się techniki spektrometrii mas do badania stopnia N-homocysteinylacji białek ludzkich. Prowadzone badania dotyczą chorób związanych z nowotworzeniem oraz z nieprawidłowościami występującymi w układzie sercowo-naczyniowym, w szczególności miażdżycy. W tym przypadku skupiamy się na określaniu miejsc wystąpienia modyfikacji (zmian) w białkach krwi, a także na opracowaniu metody ich ilościowego oznaczania. Grupa projektów związanych z aplikacjami medycznymi jest realizowana w ścisłej współpracy z Instytutem Onkologii w Gliwicach oraz Wydziałami Lekarskimi Uniwersytetów Medycznych w Poznaniu i Wrocławiu oraz University of New Jersay, Medical School.

Najważniejsze osiągnięcia badawcze:

  • Opracowanie metod wykorzystania układów LC/MS/MS do charakterystyki strukturalnej metabolitów wtórnych występujących w skomplikowanych mieszaninach otrzymywanych z materiału biologicznego;
  • Zidentyfikowanie białka amyloidowego surowicy krwi (SAA) jako składowej klasyfikatora różnicującego pod względem proteomicznym próbki surowicy krwi pacjentów chorych na nowotwory płuc od osób zdrowych, praca wykonywana była w ramach współpracy z Zakładem Radiobiologii Doświadczalnej i Klinicznej Instytutu Onkologii w Gliwicach;
  • Identyfikacja α-1-mikroglobuliny jako biomarkera dysfunkcji nerek o czułości lepszej od rutynowo stosowanych markerów diagnostycznych. Akumulacja tego białka wykazuje liniową korelację z postępem przewlekłej choroby nerek, a co więcej, pozwala na wykrycie zaburzeń funkcjonowania nerek na bardzo wczesnym etapie choroby. Zidentyfikowano również białka wskazujące na odmienny mechanizm tworzenia blaszki miażdżycowej w klasycznej miażdżycy oraz miażdżycy związanej z chorobą nerek;
  • opracowanie metody jakościowego i ilościowego oznaczania miejsc homocysteinylacji białek;
  • oznaczenie białek markerowych hiperhomocysteinemii w nerkach myszy z nokautem genu kodującego CBS;
  • badania nad zmianami profili peptydowych i białkowych próbek krwi ludzkiej w chorobach nowotworowych.


Słowa kluczowe:

Arabidopsis thaliana, Hordeum vulgare, genus Lupinus, metabolomika, metabolity pierwotne i wtórne, profilowanie metabolitów, produkty naturalne, proteomika, biomarkery stanów chorobowych, surowica krwi, stres abiotyczny, spektrometria mas, analiza mieszanin, techniki GC/MS, LC/MS, CID MS/MS, analiza strukturalna, system immunologiczny roślin, flawonoidy, glukozynolany, pochodne tryptofanu, glikozydy, ściana komórkowa, homocysteina, transportery ABC, rośliny motylkowate, oddziaływania symbiotyczne, komórki macierzyste, biotechnologia

Aktualnie realizowane projekty badawcze:

1. „Rola homocysteiny w patogenezie zakrzepicy” – NCN.Nr projektu, okres realizacji 2013/09/B/NZ5/02794;  13.02.2014-12.02.2017kierownik projektu: prof. dr hab. Hieronim Jakubowski     

2. „Mechanizmy i konsekwencje inkorporacji homocysteiny do białek u ludzi”.Nr projektu, okres realizacji 2013/11/B/NZ1/00091;  28.07.2014-27.07.2017kierownik projektu: prof. dr hab. Hieronim Jakubowski

3. „Analiza proteomu osocza krwi w przewlekłej chorobie nerek w kontekście postępującej choroby-sercowo naczyniowej”.Nr projektu lub umowy, okres realizacji: UMO-2012/05/B/NZ2/02189;  01.03.2013- 28.02.2016,kierownik tematu: dr Magdalena Łuczak

4. „Poszukiwanie molekularnych mechanizmów progresji miażdżycy w przewlekłej chorobie nerek.”Nr projektu: nr projektu: UMO-2015/19/B/NZ2/02450, okres realizacji: 2016-06-20 - 2019-06-19kierownik projektu: Magdalena Łuczak

5. „Ewolucyjne modelowanie fizykochemicznych warunków nadekspresji wirusowych replikonów w płynnych kulturach roślinnych” - NCN.Nr projektu, okres realizacji: 501-4006; 01.02.2014 - 02.04.2017kierownik projektu: Radosław Pilarski

6. „Przeżywalność i stres oksydacyjny w hiperhomocysteinemii”

Nr projektu: 2015/17/D/NZ5/03444; Okres realizacji: 2016-01-28 – 2019-01-27kierownik projektu: Marta Sikora

7. „Patofizjologiczne konsekwencje N-homocysteinylacji histonów w hiperhomocysteinemii spowodowanej niedoborem CBS”nr projektu, okres realizacji: 2014-15/NNZ5/01647, 25.08.2015-24.08.2016kierownik projektu: Izabela Bielińska

8. „Rola hiperhomocysteinemii w sygnalizacji zapachowej u myszy”Nr projektu, okres realizacji: UMO-2014/15/N/NZ5/01646; 2015-08-25 do 2018-08-24Kierownik projektu: Jacek Wróblewski

9. „Struktura i funkcja białka Glod4”nr projektu, okres realizacji: UMO-2015/17/N/NZ3/03626; 14.03.2016 – 13.03.2019kierownik projektu: Olga Utyro

10. „PROFILAKTYKA I LECZENIE CHORÓB CYWILIZACYJNYCH” STRATEGMED – projekt NCBiR,Nr projektu, okres realizacji: 1.01.2015 – 31.12.2017kierownik projektu: prof. dr hab. Wojciech T. Markiewicz

Kierownicy zadań: prof. dr hab. Maciej Stobiecki - Walidacja ustalonego protokołu indukcji pluripotencji, dr Radosław Pilarski - Wysokoprzepustowa optymalizacja mediów do reprogramowania mioblastów i indukowanych komórek pluripotentnych (iPSC).

Wybrane publikacje:

  • Sikora M., Marczak Ł., Kubalska J., Graban A., Jakubowsk H. Identification of N-homocysteinylation sites in plasma proteins. Amino Acids 46, 235-244, 2014.
  • Rodziewicz P., Swarcewicz B., Chmielewska K., Wojakowska A., Stobiecki M. Influence of abiotic stresses on plant proteome and metabolome changes. Acta Physiologiae Plantarum 36, 1–19, 2014.
  • Łuczak M., Marczak Ł., Stobiecki M. Optimization of Plasma Sample Pretreatment for Quantitative Analysis Using iTRAQ Labeling and LCMALDI-TOF/TOF. PlosOne 9, e101694, 2014.
  • Łuczak M., Formanowicz D., Marczak L., Pawliczak E. Wanic-Kossowska M., Figlerowicz M., Stobiecki M. Deeper insight into chronic kidney disease-related atherosclerosis: comparative proteomic studies of blood plasma using 2DE and mass spectrometry. Journal of Translational Medicine 13: art. no. 20 JAN 27, 2015.
  • Stobiecki M, Kachlicki P, Wojakowska A, Marczak L. Application of LC/MS systems to structural characterization of flavonoid glycoconjugates. Phytochemistry Letters 11, 358–367, 2015.
  • Luczak, M.*, Suszynska-Zajczyk, J., Marczak, L., Formanowicz, D., Pawliczak, E., Wanic-Kossowska, M., Stobiecki, M. Label-Free Quantitative Proteomics Reveals Differences in Molecular Mechanism of Atherosclerosis Related and Non-Related to Chronic Kidney Disease. International Journal of Molecular Sciences 17, Art No. 6312016.
  • Kachlicki P, Piasecka A, Stobiecki M, Marczak Ł*. (2016) Structural characterization of flavonoid 2 glycoconjugates and their derivatives with mass spectrometric techniques. Molecules 21, Art. No. 1494, 2016.
  • Dytfeld, D, Luczak, M, Wrobel, T, et al. Comparative proteomic profiling of refractory/relapsed multiple myeloma reveals biomarkers involved in resistance to bortezomib-based therapy. Oncotarget 7, 56726-56736, 2016.
  • Chmielewska K., Rodziewicz P., Swarcewicz B., Sawikowska A., Krajewski P., Marczak Ł., Ciesiołka D., Kuczyńska A., Mikołajczak K., Ogrodowicz P., Krystkowiak K., Surma M., Adamski T., Bednarek P.*, Stobiecki M*. Analysis of drought-induced proteomic and metabolomic changes in barley (Hordeum vulgare L.) leaves and roots unravels some aspects of biochemical mechanisms involved in drought tolerance. Frontiers in Plant Science 7, Art. No: 1108, 2016.
  • Łuczak M, Formanowicz D, Marczak Ł, Suszyńska-Zajczyk J, Pawliczak E, Wanic-Kossowska M, Stobiecki M. iTRAQ-based proteomic analysis of plasma reveals abnormalities in lipid metabolism proteins in chronic kidney disease-related atherosclerosis. Scientific Reports 6, Art. No. 32 511, 2016.
  • Marczak Ł.*, Znajdek-Awiżeń P., Bylka W. The Use of Mass Spectrometric Techniques to Differentiate Isobaric and Isomeric Flavonoid Conjugates from Axyris amaranthoides. Molecules 21, Art. No.1229, 2016,.
Media Społecznościowe

Strona zrobiona w kreatorze stron internetowych WebWave

Cooperation

Institute of Bioorganic Chemistry,
Polish Academy of Sciences
Z. Noskowskiego 12/14
61-704 Poznań
tel centrala: (+48) 61 852 85 03
fax: (+48) 61 852 05 32
e-mail: ibch@ibch.poznan.pl

Sekretariat Dyrektora, tel: 61 852 89 19

Adress