Niektóre cytokiny przeciwzapalne - własności i mechanizm działania

Streszczenie: Klasyfikacja cytokin opiera się na strukturze czynnych białek i ich receptorów, a także uwzględnia ich własności biologiczne. Do cytokin przeciwzapalnych zalicza się interleukinę-10 oraz spokrewnione ze sobą IL-4 i IL-13. Przekaz sygnału z receptorów tych cytokin angażuje kinazy białkowe JAK, TYK i szereg czynników transkrypcyjnych z rodziny STAT. Wymienione trzy cytokiny hamują syntezę cytokin prozapalnych (IL-1, TNFa, IL-8) w komórkach krwi stymulowanych endotoksyną bakteryjną, natomiast mogą zwiększać produkcję cytokin prozapalnych w innych typach komórek. Mechanizm paradoksalnego efektu cytokin przeciwzapalnych nie jest dotychczas w pełni wyjaśniony.

Słowa kluczowe: cytokiny prozapalne i przeciwzapalne, IL-10, IL-4, IL-13, TNFa, IL-1, IL-6, przekaz sygnału, czynniki transkrypcyjne

Niektóre inhibitory przekazu sygnału wewnątrzkomórkowego w hamowaniu syntezy cytokin

Streszczenie: Odpowiedź ostrej fazy wywołana przez infekcje, wzrost nowotworu czy zranienia powoduje uwolnienie wtórnych mediatorów - cytokin, których rolą jest przywrócenie homeostazy w organizmie. Nadprodukcja cytokin prowadzić może do wielu chorób lub nawet śmierci. Dlatego też stale poszukiwane są związki będące inhibitorami syntezy cytokin. Celem niniejszej pracy jest charakterystyka działania rooperolu, SB203580 i partenolidu � trzech inhibitorów przekazu sygnału, które z jednej strony mogą być narzędziami do badania molekularnych mechanizmów regulacji metabolizmu komórki, a z drugiej mogłyby być przydatne jako leki przeciwzapalne.

Słowa kluczowe: odpowiedź ostrej fazy, rooperol, SB203580, partenolid, cytokiny, kinaza p38

Leptyna � przekaz sygnału i współdziałanie z cytokinami

Streszczenie: Leptyna, białkowy produkt genu ob, jest produkowana głównie przez tkankę tłuszczową i odgrywa ważną rolę w regulacji wydatkowania energii, apetytu, wagi ciała. Receptor leptyny OB-R należy do receptorów rodziny cytokin klasy I i jest produkowany w kilku izoformach powstających w drodze alternatywnego składania transkryptu. Uważa się, że tylko długołańcuchowa izoforma receptora jest funkcjonalnym receptorem dla tego białka. Receptor leptyny OB-R aktywuje kinazy Janusa (JAK) oraz czynniki transkrypcyjne STAT. Początkowo większość badań dotyczyła wpływu leptyny na centralny układ nerwowy. Jednak ekspresja różnych izoform receptora leptyny nie jest ograniczona do mózgu, obecność receptorów stwierdzono w wątrobie, płucach, nerce, trzustce, jelicie cienkim. Leptyna to doskonały przykład funkcjonalnej plejotropii, wydaje się być zaangażowana w różnorodne procesy fizjologiczne, takie jak: równowaga energetyczna, procesy rozrodu i działanie układu odpornościowego.

Słowa kluczowe: leptyna, receptor leptyny OB-R, kinaza Janusowa (JAK), czynniki transkrypcyjne STAT, białka SOCS, cytokiny prozapalne, cytokiny przeciwzapalne
 

Receptory wiążące późne produkty glikacji

Streszczenie: Późne produkty glikacji � AGE � powstają na skutek nieenzymatycznej glikozylacji białek (reakcja Maillarda). AGE modyfikują funkcje komórek przez oddziaływanie ze specyficznymi receptorami powierzchniowymi: RAGE � receptor wiążący późne produkty glikacji, MSR � receptor scavenger oraz AGE-R1-R2-R3 � receptor złożony obecny w śródbłonku. Interakcja AGE/RAGE wywołuje w komórce stres oksydacyjny i aktywację czynnika jądrowego NFkB na drodze RAS/MAPK. Poza AGE, innymi ligandami dla RAGE są amfoteryna i amyloid-b. MSR jest receptorem odpowiedzialnym za fagocytozę i degradację AGE oraz za zjawiska adhezji makrofagów. AGE jest czynnikiem prozapalnym związanym z rozwojem wielu schorzeń, m.in. arteriosklerozy i nefropatii.

Słowa kluczowe: późne produkty glikacji, AGE, RAGE, receptor scavenger, glikacja

Wpływ stanu redoks komórki na aktywację czynników transkrypcyjnych i ekspresję genów

Streszczenie: Reaktywne formy tlenu (RFT) towarzyszą organizmom żywym od ponad 2 mld lat. Ponieważ stanowią one poważne zagrożenie dla wszystkich składników komórki, w toku ewolucji wykształcone zostały systemy obronne służące ich detoksyfikacji. Równocześnie jednak pojawiły się enzymy, których rola polega na celowej produkcji RFT pod wpływem określonych bodźców. Badania ostatnich lat wykazały, że rolą powstałych w ten sposób RFT może być udział w przekazie sygnałów wewnątrz komórki. W poniższej pracy zostanie omówiony udział RFT w szlakach prowadzących do aktywacji czynników transkrypcyjnych i ekspresji genów. Szczególny nacisk położony zostanie na aktywację czynników transkrypcyjnych NF-kB i AP-1, pełniących kluczową rolę w aktywacji szeregu genów biorących udział w procesach zapalnych i odpowiedzi immunologicznej.

Słowa kluczowe: reaktywne formy tlenu, stres oksydacyjny, antyoksydanty, czynniki transkrypcyjne, ekspresja genów
 

Zjawisko naprowadzania komórek zwierzęcych przez kontakt z podłożem �wykorzystanie w praktyce klinicznej

Streszczenie: W pracy przedstawiono reakcje różnych typów komórek na rzeźbę podłoża i jego właściwości chemiczne oraz mechanizmy kontaktowego naprowadzania komórek. Właściwości fizyczne i chemiczne podłoża wpływają na morfologię, kierunek migracji komórek, reorganizację cytoszkieletu, zmiany aktywacji ekspresji genów oraz białek zaangażowanych w przekazywanie sygnału w komórce. Wykorzystanie w praktyce klinicznej materiałów charakteryzujących się określoną rzeźbą podłoża jako rusztowania dla nowo tworzącej się tkanki może mieć znaczący wpływ na właściwości i budowę struktur tkankowych powstałych w wyniku procesu regeneracji.

Słowa kluczowe: naprowadzanie przez kontakt, migracja komórek, inżynieria tkankowa
 

Metody badania aktywności inwazyjnej komórek nowotworowych

Streszczenie: W artykule omówiono wybrane metody służące do badań zdolności komórek nowotworowych do tworzenia przerzutów. Dokonano przeglądu najważniejszych metod badania tego zjawiska zarówno in vivo, jak i in vitro. Omówiono wykorzystanie metod wideomikroskopii  do bezpośredniej obserwacji tworzenia przerzutów in vivo oraz najważniejszych z metod in vitro: 2- i 3-wymiarowe konfrontacje populacji komórek nowotworowych i prawidłowych, metody przechodzenia przez pokryte białkami błony podstawnej filtry w komorach Boydena, hodowle organotypowe, metody badania aktywności ruchowej komórek nowotworowych w kokulturach z komórkami prawidłowymi oraz 3-wymiarowych żelach kolagenowych. W pracy przedstawiono podstawowe założenia wymienionych metod oraz omówiono ich ograniczenia.

Słowa kluczowe: metody badania inwazyjności, videomikroskopia, modele zwierzęce, migracja komórek, modele in vitro
 

Kokultury komórkowe w rekonstrukcji skóry w zastosowaniu klinicznym

Streszczenie: Umiejętność uzyskania masowych hodowli z niewielkich wycinków tkanek ludzkich i modyfikowania ich zachowania się in vitro doprowadziła do wzrostu zainteresowania praktycznym wykorzystaniem tych osiągnięć w biologii i medycynie. Konwencjonalne metody leczenia ubytków skórnych nie zawsze są skuteczne i występuje potrzeba konstruowania substytutów skórnych. Mogą one zastępować naskórek, ale także opracowane zostały ekwiwalenty pełnej grubości skóry. Mają one jednak obok licznych zalet i wady, które skłaniają badaczy do poszukiwania nowych rozwiązań. Doświadczenia własne w tym zakresie dotyczą zastosowania hodowanych in vitro autologicznych komórek naskórka w leczeniu troficznych owrzodzeń podudzi. Obok zastosowań klinicznych rekonstruowana skóra znajduje również wykorzystanie w badaniach podstawowych, między innymi do analizy toksyczności rozmaitych substancji i inwazyjności nowotworów.  Wytwarzane in vitro substytuty skóry okazały się środkiem umożliwiającym zamykanie nie gojących się ran, lecz masowe ich stosowanie jest ograniczone z powodu wysokich kosztów produkcji. 

Słowa kluczowe: gojenie ran, keratynocyt, substytut skóry, hodowla in vitro
 

EGF-podobne czynniki wzrostowe i ich udział w procesach regeneracji naskórka

Streszczenie: Jednym z ważniejszych obszarów działania czynników wzrostowych zaliczanych do rodziny EGF jest regulacja wzrostu i różnicowania komórek naskórka i nabłonka. Wzajemne oddziaływania EGF-podobnych polipeptydów oraz ich receptorów (ErbB) są przedmiotem ogromnej liczby prac, opublikowanych w ostatnim dziesięcioleciu. Jednak nawet najnowsze doniesienia nie rozstrzygają ostatecznie, które czynniki EGF-podobne są istotne fizjologicznie oraz jaki jest mechanizm regulacji wzrostu, różnicowania i programowanej śmierci keratynocytów. Przedmiotem artykułu są wybrane zagadnienia dotyczące struktury ssaczych EGF-podobnych czynników wzrostowych, receptorów ErbB oraz ich współdziałania w stymulacji prawidłowego i patologicznego wzrostu komórek naskórka.

Słowa kluczowe: epidermalne czynniki wzrostowe, regeneracja naskórka
 

Wykorzystanie endocytozy kierowanej receptorami do selektywnego wprowadzania genów w terapii genowej

Streszczenie: Wykorzystanie procesu endocytozy kierowanej receptorami (ER) umożliwiło opracowanie metod wektorowych ukierunkowanego wprowadzania makrocząsteczek do komórek docelowych. W artykule przedstawiono różne metody wprowadzania DNA do komórek oparte na wykorzystaniu procesu endocytozy. Szczegółowo omówiono wprowadzanie genów terapeutycznych do komórek docelowych za pośrednictwem niewirusowych wektorów zwanych koniugatami molekularnymi. Opisano konstrukcję tych wektorów, omówiono domeny, które wiążą DNA, ligandy odpowiedzialne za wiązanie z receptorami w błonie komórek docelowych, składniki, które ułatwiają uwalnianie wektora z endosomu oraz czynniki sygnałowe kierujące wprowadzane DNA do jądra komórki. Przedstawiono zalety i ograniczenia koniugatów molekularnych jako wektorów służących do wprowadzania genów terapeutycznych do komórek i perspektywy ich wykorzystania dla celów terapii genowej ex vivo i in vivo. 

Słowa kluczowe: terapia genowa, wprowadzanie genów, wektory niewirusowe, koniugaty molekularne, endocytoza kierowana receptorami
 

Znaczenie przeciwciał anty-Gal

Streszczenie: Surowice człowieka, naczelnych i małp wąskonosych zawierają unikalne przeciwciała anty-Gal skierowane przeciwko epitopowi Gala1-3Galb1-4GlcNAc (a-gal). Przeciwciała o takiej specyficzności stanowią najpowszechniejszą grupę przeciwciał w surowicach tych gatunków. Przeciwciała anty-Gal zaangażowane są w szereg procesów związanych z obroną organizmu, mogą jednak również uczestniczyć w patogenezie niektórych chorób. Anty-Gal mogą potencjalnie stanowić pierwszą linię obrony przeciwko niektórym pasożytom, wirusom i bakteriom; aktywować kaskadę dopełniacza na powierzchni niektórych komórek nowotworowych; regulować usuwanie starych i nieprawidłowych erytrocytów. Podniesiony poziom anty-Gal wykazano w szeregu chorób autoimmunologicznych, między innymi w chorobie Gravesa-Basedowa, gdzie przeciwciała te aktywują komórki pęcherzykowe tarczycy. Przeciwciała anty-Gal są również pierwszą przeszkodą w przeprowadzeniu udanej transplantacji organów ssaków, takich jak świnia, człowiekowi, gdyż większość przeciwciał odpowiedzialnych za nadostre odrzucenie takich przeszczepów to anty-Gal. 

Słowa kluczowe: epitop a-gal, przeciwciała naturalne, dopełniacz, transplantacja.
 

Katecholaminy w układzie immunologicznym � identyfikacja i funkcja

Streszczenie: Od wczesnych lat dziewięćdziesiątych prowadzone są badania wzajemnych zależności pomiędzy układem nerwowym a immunologicznym. Do substancji mogących wpływać na te procesy należą glukokortykosteroidy, peptydy opioidowe, polipeptydy, hormony przysadki i katecholaminy. Katecholaminy powodują inhibicję aktywności limfocytów typu T i B oraz wytwarzają immunologiczną odpowiedź antynowotworową. Udowodnienie w 1994 roku obecności i biosyntezy katecholamin w komórkach układu immunologicznego stało się ważnym krokiem w badaniach związków pomiędzy układem nerwowym a immunologicznym. Odkrycie to zapoczątkowało badania poziomu tych amin biogennych u osób zdrowych i chorych na różne typy białaczek. Niniejsza praca dokonuje przeglądu funkcji katecholamin w układzie immunologicznym oraz metod wykorzystywanych w celu ich identyfikacji, wśród których należy wymienić spektrometrię masową, elektroforezę kapilarną oraz wysokosprawną chromatografię cieczową.

Słowa kluczowe: elektroforeza kapilarna, katecholaminy, limfocyty, spektrometria masowa, wysokosprawna chromatografia cieczowa

Białko wiążące ryboflawinę z jaj kurzych � struktura białka i mechanizm wiązania ligandu

Streszczenie: Białko, wiążące ryboflawinę z jaj kurzych, rozpuszczalne białko o funkcji transportowej, a zarazem stosunkowo prosta flawoproteina,  jest intensywnie badane pod względem struktury cząsteczki białka oraz fizykochemicznego mechanizmu oddziaływania białko-ligand. W niniejszym artykule przedstawiono postęp tych badań w ciągu ostatnich kilkunastu lat, począwszy od określenia struktury pierwszorzędowej tego białka. Wykazuje ono wysoki stopień homologii z białkami wiążącymi kwas foliowy, a jego makrocząsteczka ma unikalną strukturę trzeciorzędową, z dwiema domenami: silnie spiętą mostkami dwusiarczkowymi domeną wiążącą ligand oraz odrębnym motywem ufosforylowanym, odpowiedzialnym za transport białka do oocytu. Cząsteczka ryboflawiny wiąże się w hydrofobowej kieszeni makrocząsteczki; układ izoalloksazyny obłożony jest z obu stron przez reszty tryptofanu-156 oraz tyrozyny-75, a rybitolowy łańcuch boczny zakotwiczony jest licznymi wiązaniami wodorowymi. W najnowszych badaniach ostatecznie ustalono strukturę składnika cukrowego oraz przedstawiono ogólne cechy procesu fałdowania struktury natywnej tego białka.

Słowa kluczowe: transport ryboflawiny, fałdowanie białek, białka wiążące kwas foliowy

Biosynteza i bioaktywacja tiaminy

Streszczenie: Biosynteza tiaminy (witaminy B1) zachodzi w mikroorganizmach i roślinach. W początkowych fazach syntezy powstają dwa prekursory: 5-(2-hydroksyetylo)-4-metylotiazol i 4-amino-5-hydroksymetylo-2-metylopirymidyna. Są one fosforylowane, po czym kluczowy enzym, pirofosforylaza fosforanu tiaminy, łączy je w cząsteczkę fosforanu tiaminy. Ulega on defosforylacji do wolnej tiaminy, a ta jest przekształcana przy udziale pirofosfokinazy tiaminy, do aktywnego metabolicznie koenzymu, difosforanu tiaminy.

Słowa kluczowe: witamina B1, biosynteza tiaminy, pirofosforylaza fosforanu tiaminy, pirofosfokinaza tiaminy

Hipotetyczna funkcja tiaminy w układzie nerwowym

Streszczenie: Niedobór tiaminy w organizmie objawia się przede wszystkim zaburzeniami i degradacją centralnego i obwodowego układu nerwowego. Za efekt ten w znacznej mierze odpowiada uniwersalna metaboliczna funkcja pirofosforanu tiaminy, kofaktora enzymów uczestniczących w przemianach węglowodanów i metabolizmie energetycznym komórek. Zgromadzone w ostatnich latach liczne obserwacje wskazują jednak na dodatkową, nie kofaktorową rolę pochodnych tiaminy, zwłaszcza trifosforanu tiaminy, selektywną wobec układu nerwowego. Zgłoszono trzy hipotezy, podejmujące próbę wyjaśnienia neurochemicznej roli trifosforanu  tiaminy na poziomie molekularnym. Dwie pierwsze postulują jego działanie na kanały jonowe: sodowe bramkowane ligandem oraz chlorkowe bramkowane napięciem. Najnowsza hipoteza postuluje funkcjonowanie trifosforanu tiaminy w mechanizmie neurotransmisji jako specyficznego donora grup fosforanowych w procesach fosforylacji  pewnych białek regulacyjnych.

Słowa kluczowe: niedobór tiaminy, trifosforan tiaminy,  pyritiamina, oksytiamina, regulacyjna fosforylacja białek

Transport oraz metabolizm tiaminy w komórkach saccharomyces cerevisiae

Streszczenie: Praca przedstawia wybrane aspekty transportu oraz metabolizmu tiaminy w komórkach Saccharomyces cerevisiae, podkreślając działanie w tych procesach białek, unikalnych dla tego mikroorganizmu. Jedno z nich (produkt genu THI6), łączy w jednej cząsteczce dwie aktywności niezbędne na kolejnych etapach syntezy tiaminy. Inny enzym, kwaśna fosfataza występująca w przestrzeni peryplazmatycznej (produkt genu PHO3), wykazuje dodatkowo odrębną aktywność wiązania tiaminy. Pełni ona najprawdopodobniej funkcję defosforylacji fosforanów tiaminy pobranych z zewnątrz. Uwolniona w tym procesie tiamina przechodzi przez błonę komórkową przy udziale błonowego transportera, kodowanego przez gen THI10. 

Słowa kluczowe: transport przez błony, przestrzeń peryplazmatyczna, fosforany tiaminy
 

Białka transportowe w przestrzeni peryplazmatycznej bakterii gramujemnych

Streszczenie: W przestrzeni peryplazmatycznej bakterii gramujemnych funkcjonują białka swoiście wiążące różne substancje. Cechuje je jednolity plan budowy i model działania. Służą jako pierwotne receptory w procesie transportu przez błonę komórkową wiązanych przez siebie ligandów. Współpracują z transporterami ABC, układami transportowymi szeroko rozpowszechnionymi zarówno u Prokaryota, jak i u Eukaryota. Ponadto mają one dodatkowe funkcje: opiekuńczą � molekularnych piastunek dla białek przestrzeni peryplazmatycznej oraz pierwotnych receptorów w procesie chemotaksji. Peryplazmatyczne białka wiążące przejawiają cechy, wskazujące na pełnienie przez nie jeszcze innych, na razie mało zrozumiałych, funkcji.

Słowa kluczowe: peryplazmatyczne białka wiążące, transportery ABC, peryplazmatyczne białka transportowe
 

Peptydy antybakteryjne � struktura i funkcja

Streszczenie: W skład systemu obronnego roślin i zwierząt wchodzą między innymi peptydy o właściwościach antybakteryjnych lub antygrzybiczych. Pomimo dużego zróżnicowania pod względem występowania i  sekwencji aminokwasów, większość z nich to kationowe cząsteczki o budowie amfipatycznej. Ze względu na strukturę przestrzenną można wśród nich wyróżnić kilka głównych grup: 1. Liniowe, formujące a-helisy; 2. Antyrównoległe arkusze b stabilizowane wewnątrzcząsteczkowymi wiązaniami disiarczkowymi; 3. Struktury a+b stabilizowane mostkami disiarczkowymi; 4. Struktury cykliczne; 5. Liniowe, o sekwencji wzbogaconej w określone aminokwasy. Aktywność peptydów skierowana selektywnie przeciwko mikroorganizmom obejmuje bakterie, grzyby, niektóre pierwotniaki, a nawet komórki nowotworowe. Wobec wzrastającej oporności mikroorganizmów na konwencjonalne antybiotyki, peptydy antybakteryjne mogą stać się w przyszłości bogatym źródłem antybiotyków o zastosowaniu klinicznym.

Słowa kluczowe: peptydy antybakteryjne, peptydy antygrzybicze, antybiotyki
 

Mechanizm działania peptydów antybakteryjnych

Streszczenie: Peptydy o aktywności bójczej skierowanej przeciwko mikroorganizm stanowią ważną część wrodzonej odpowiedzi immunologicznej organizmu. Produkowane są przez rośliny i zwierzęta konstytutywnie lub w odpowiedzi na zakażenie mikroorganizmami. Niniejsza praca przedstawia współczesną wiedzę i poglądy na temat interakcji peptydów antybakteryjnych ze strukturami komórkowymi mikroorganizmów oraz na temat prawdopodobnych mechanizmów działania tych związków. Peptydy antybakteryjne mogą wywierać swój bójczy efekt poprzez: tworzenie w błonie porów (hipoteza „tworzącej się beczki�) lub kanałów jonowych, dezintegrację błony � model „dywanopodobny� i wywoływanie w niej przejściowych dziur � model „robakowatego zagięcia błony�, a także alternatywne mechanizmy działania, które obejmują m.in. oddziaływanie z DNA lub wpływ na syntezę białek, np. błonowych. Wyjaśniono, czym uwarunkowana jest selektywność działania peptydów oraz opisano ich rolę fizjologiczną i próby zastosowania klinicznego.

Słowa kluczowe: peptydy antybakteryjne, błona komórkowa, por, kanał jonowy
 

Oddziaływanie cholesterolu z fosfolipidami w błonie � badania metodą symulacji dynamiki molekularnej

Streszczenie: Przeprowadzono 5-ns symulację dynamiki molekularnej uwodnionej błony w fazie ciekłokrystalicznej utworzonej z fosfatydylocholiny dimyrystynowej (DMPC) i cholesterolu (Chol). Celem analiz uzyskanych trajektorii było wyjaśnienie mechanizmu efektu porządkującego i kondensacyjnego Chol na poziomie atomowym. Uporządkowanie łańcuchów węglowodorowych w błonie DMPC-Chol jest większe niż w czystej błonie DMPC. Najbardziej uporządkowane są łańcuchy cząsteczek DMPC sąsiadujących z gładką powierzchnią a Chol. W tej grupie stwierdzono zarówno spadek liczby konformacji gauche/ łańcuch,  jak  i kąta nachylenia łańcuchów względem normalnej do powierzchni błony. Łańcuchy cząsteczek sąsiadujących z chropowatą powierzchnią a Chol były mniej uporządkowane niż cząsteczek sąsiadujących z powierzchnią a. Za efekt kondensacyjny Chol odpowiedzialny jest wzrost oddziaływań van der Waalsa między łańcuchami węglowodorowymi DMPC, a nie oddziaływania pomiędzy łańcuchami a pierścieniem sterydowym Chol.

Słowa kluczowe: fosfatydylocholiny, cholesterol, uporządkowanie błony

Zorientowana krystalizacja metaloporfiryn: wpływ pola magnetycznego i błon lipidowych

Streszczenie: Tetrafenyloporfirynowy kompleks miedzi (CuTPP) wiąże się z lipidową dwuwarstwą. Widma elektronowego rezonansu paramagnetycznego (ERP) zorientowanych, ciekłokrystalicznych błon z fosfatydylocholiny dimyrystynowej (DMPC) zawierających CuTPP wskazują, że dla zawartości CuTPP Ł1 mol% powierzchnia cząsteczek CuTPP jest prostopadła do powierzchni błony, natomiast dla zawartości ł4 mol% ich powierzchnia jest równoległa do powierzchni błony. Metody impulsowe ERP oraz symulacja komputerowa widm ERP wskazują, że za zmianę orientacji cząsteczek CuTPP ze wzrostem ich zawartości w błonie odpowiedzialna jest wzajemna asocjacja CuTPP w pobliżu środka błony. Tworzą się tam kilkucząsteczkowe struktury podobne do kryształów CuTPP. Innym czynnikiem, który może indukować zorientowaną krystalizację cząsteczek CuTPP, jest pole magnetyczne o natężeniu ł1000 G. Kryształy powstające w przesyconych roztworach w polu magnetycznym zorientowane są tak, że płaszczyzny cząsteczek CuTPP są równoległe do linii sił pola. Szybkość krystalizacji cząsteczek CuTPP jest też większa w obecności pola magnetycznego. Przedyskutowane jest znaczenie wymienionych zjawisk dla fototerapii nowotworów wykorzystującej porfiryny jako czynniki fotouczulające.

Słowa kluczowe: agregacja porfiryn; orientacja porfiryn w błonie; lipidowa dwuwarstwa; fototerapia z wykorzystaniem porfiryn
 

Badania obszaru interfazy w błonach lipidowych metodą symulacji dynamiki molekularnej

Streszczenie: Badania struktury i dynamiki interfazy błona/woda w czystej błonie dimirystynowo-fosfatydylocholinowej (DMPC) oraz błonie mieszanej DMPC-cholesterol (Chol) prowadzono metodą symulacji dynamiki molekularnej. W rejonie interfazy grupy polarne lipidów i wody tworzą rozległą sieć połączeń. W błonie DMPC połączenia są wynikiem oddziaływań: 1) poprzez cząsteczkę wody, która równocześnie tworzy wiązania wodorowe z dwoma ujemnie naładowanymi atomami tlenu PC (pomosty wodne), łączą one 76% cząsteczek DMPC; 2) między dodatnio naładowaną grupą cholinową i ujemnie naładowanym atomem tlenu PC (pary ładunkowe), łączą one 93% cząsteczek DMPC. W każdej chwili 98% wszystkich cząsteczek DMPC w błonie jest połączonych poprzez pomosty wodne i/lub pary ładunkowe. W obszarze interfazy błony DMPC-Chol, oprócz połączeń PC-PC występują także analogiczne połączenia PC-Chol poprzez 1) pomosty wodne, 2) pary ładunkowe, 3) bezpośrednie wiązania wodorowe. W połączeniach tych bierze udział ok. 98% cząsteczek DMPC oraz 70% cząsteczek Chol. Średnie czasy życia połączeń są rzędu 1 ns lub dłuższe; połączenia te mają charakter dynamiczny i w czasie życia podlegają chwilowym zerwaniom.

Słowa kluczowe: fosfatydylocholina, cholesterol, wiązania wodorowe, pomosty wodne, pary ładunkowe, dynamika molekularna
 

Grzegorz JEZIERSKI, Marta PASENKIEWICZ-GIERULA

Metoda symulowanego wyżarzania � zastosowanie do badania struktury i dynamiki białek

Streszczenie: Symulowane wyżarzanie jest metodą obliczeniową, stosowaną zarówno w procesie rozwiązywania struktury biocząsteczek, jak również w modelowaniu struktury i dynamiki tych związków. Metoda ta stanowi wariant symulacji dynamiki molekularnej i jako taka zakłada klasyczne traktowanie atomów w badanym układzie. Stosuje się tutaj dodatkowe techniki pozwalające na lepszą penetrację przestrzeni konfiguracyjnej układu, m.in. podwyższenie temperatury. W pracy badano wpływ wymiany aminokwasu w antytrypsynie na strukturę jego mikrootoczenia i dynamikę całej cząsteczki białka. Podano także przykłady zastosowania tej metody w projektowaniu leków. Omówiono wady i zalety metody oraz wskazano na inne zastosowania, np. symulację zwijania białek. Praca oparta jest na wynikach badań własnych oraz na danych literaturowych pochodzących głównie z ostatnich dziesięciu lat i stanowiących ilustrację nowych trendów w dziedzinie symulacji białek metodami symulacji komputerowej.

Słowa kluczowe: modelowanie molekularne, symulacja dynamiki molekularnej, projektowanie leków, struktura białek, a₁-antytrypsyna, kąty y i f
 

Refleksje na temat biomedycyny

Streszczenie: Stan biotechnologii lekarskiej w Europie w 1999 roku podsumowują publikacje dotyczące  20-letniej współpracy międzynarodowej. Europejska Federacja Biotechnologii (EFB) ma osiągnięcia w licznych dziedzinach wiedzy, zwłaszcza w medycynie. Współczesna inżynieria genetyczna, o zastosowaniu biomedycznym jest pomyślnie zintegrowana z badaniami biofarmaceutycznymi na potrzeby terapii od genomowych sekwencji nukleotydowych do sekwencji białkowych. Osiągnięcia dotyczą zastosowań genetyki molekularnej, do której zalicza się produkcję biofarmacetyków: białek rekombinacyjnych, sond molekularnych, monoklonalnych przeciwciał, preparatów do molekularnej diagnostyki i terapii genowej.

Słowa kluczowe: biofarmaceutyki, program R&D, genomika, proteomika, polimorfizm genetyczny, bazy danych, genom człowieka.