Instytut Biotechnologii Molekularnej i Przemysłowej I-51
Kierownik:
Dr hab. inż. Aneta Białkowska, prof. uczelni
Potencjalni promotorzy:
Dr hab. inż. Aneta Białkowska, prof. uczelni
Dr inż. Katarzyna Struszczyk-Świta
Osoba do kontaktu:
Aneta Białkowska, tel: 42 631 34 29, aneta.bialkowska@p.lodz.pl
Zakres działalności:
- Poszukiwanie w przyrodzie i selekcja przydatnych technologicznie enzymów mikrobiologicznych (w tym również ekstremofilnych) z wykorzystaniem efektywnych metod, w tym także technik omicznych
- Identyfikacja molekularna mikroorganizmów wytwarzających enzymy i użyteczne bioprodukty
- Opracowanie wydajnych bioprocesów (biosyntezy, biokatalizy, biotransformacji): izolacja oraz oczyszczania enzymów i bioproduktów; optymalizacja matematyczna i powiększanie skali procesów biotechnologicznych w różnych warunkach hodowli czy środowisku reakcji
- Wytwarzanie i charakterystyka różnych form biokatalizatorów (w tym immobilizowanych): kinetyka i mechanizm działania, stabilność, stabilizacja
- Konstruowanie enzymów rekombinowanych z wykorzystaniem technik inżynierii genetycznej: dobór wektorów i systemów ekspresyjnych; optymalizacja ekspresji docelowego genu/ów w heterologicznym gospodarzu, oczyszczanie rekombinowanych enzymów
- Inżynierowanie natywnych i rekombinowanych białek enzymatycznych na drodze technologii rekombinacji DNA: mutageneza racjonalna i ukierunkowana ewolucja enzymów 7. Rozwijanie strategii wykorzystywania enzymów do produkcji związków otrzymywanych dotychczas jedynie na drodze syntez chemicznych.
Działalność obecna:
Zespół Biotechnologii Przemysłowej prowadzi badania w dyscyplinie Technologia Żywności i Żywienia. Obecnie większość prac dotyczy podanych niżej obszarów:
- Selekcja i charakterystyka kinetyczna, biochemiczna i strukturalna biokatalizatorów pochodzących ze środowisk ekstremalnych
- Udoskonalanie bioprocesu poprzez inżynierowanie formy biokatalizatora, środowiska reakcji oraz modyfikacji genetycznych
- Aplikacja enzymów ekstremofilnych w wybranych procesach biotechnologicznych
Wymagania, jakie stawia obecnie globalny rynek zmuszają do poszukiwania nowych, tanich technologii, które pozwolą na wydajną produkcję dóbr i towarów o niskich cenach i konkurencyjnej jakości. Rozwiązania upatruje się obecnie w rozwoju nowoczesnych biotechnologii, które wykorzystują do przemysłowej katalizy enzymy wyizolowane z mikroorganizmów lub też ich całe żywe komórki. Najczęściej są to enzymy izolowane z organizmów mezofilnych, które są jak dotąd najlepiej poznane, jednakże nie we wszystkich procesach przemysłowych mogą one znaleźć zastosowanie. W przypadkach, gdy korzystne jest zastosowanie specyficznych warunków technologicznych, np. niskiej czy wysokiej temperatury, pH innego niż obojętne, zwiększonego stężenia soli, enzymy drobnoustrojów mezofilnych nie wykazują pełnej aktywności. Z tego względu od kilku dekad rośnie zainteresowanie mikroorganizmami żyjącymi w środowiskach ekstremalnych oraz ich enzymami, często określanymi w literaturze terminem ekstremozymy – enzymy nowej generacji. W obszarze technologii żywności i żywienia jest to jeden z istotnych kierunków badań.
Przyszłe działania:
- Poszukiwanie unikatowych i interesujących z biotechnologicznego punktu widzenia enzymów oraz homologów szeroko stosowanych obecnie w przemyśle enzymów komercyjnych
- Racjonalne gospodarowanie odpadami i projektowanie konkurencyjnych procesów otrzymywania związków o wartości dodanej
- Tworzenie nowych technologii w oparciu o energooszczędne i przyjazne środowisku biotechnologie.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
Publikacje
- Ludwicka K., Kaczmarek M., Białkowska A. Bacterial nanocellulose - a biobased polymer for active and intelligent food packaging applications: recent advances and developments. Polymers 2020, Vol. 12, no. 2209, p.1-23. doi:10.3390/polym12102209
- Białkowska A, Majewska E., Olczak A., Twarda-Cłapa A. Ice binding proteins: diverse biological roles and applications in different types of industry. Biomolecules 2020, Vol. 10, no. 274, doi: 103390/biom100020274
- Otlewska A., Migliore M., Dybka-Stępień K., Manfredini A., Struszczyk-Świta K., Napoli R., Białkowska A., Canfora L., Pinzari F.. When salt meddles between plant, soil, and microorganisms. Frontiers in Plant Science 2020, Vol. 11, no. 553087, p. 1-23. doi:10.3389/fpls.2020.55087
- Wiśniewska K., Twarda-Cłapa A., Białkowska A. Screening of novel laccase producers - isolation and characterization of cold-adapted laccase from Kabatiella bupleuri G3 capable of synthetic dye decolorization. Biomolecules 2021, Vol. 11, no. 828, p. 1-22. doi:10.3390/biom11060828
- Wiśniewska K., Twarda-Cłapa A., Białkowska A. Novel cold-adapted recombinant laccase KbLcc1 from Kabatiella bupleuri G3 IBMiP as a green catalyst in biotransformation. International Journal of Molecular Sciences 2021, Vol. 22, no. 9593, p. 1-25. doi:10.3390/ijms22179593.
- Jodłowska I., Twarda-Cłapa A., Szymczak K., Białkowska A. Green oxidation of amines by a novel cold adapted monoamine oxidase MAO P3 from psychrophilic fungi Pseudogymnoascus sp. P3. Molecules 2021, vol. 26(20), no. 6237. doi.org/10.3390/molecules26206237
- Sypka M., Jodłowska I., Białkowska A. Keratinases as Versatile Enzymatic Tools for Sustainable Development. Biomolecules 2021, vol. 11(12), no. 1900. doi.org/10.3390/biom11121900
Projekt
- Białkowska A (wykonawca), projekt Canaletto (NAWA), Bioróżnorodność mikrobiologiczna i potencjał biotechnologiczny gleb zasolonych o różnych cechach pedoklimatycznych, 2019-2021.
Patent
- Wanarska M, Krajewska E, Wicka-Grochocka M, Cieśliński H, Pawlak-Szukalska A, Filipowicz N, Turkiewicz M, Białkowska A, Florczak T, Gromek E, Krysiak J. Patent Europejski 3530739 Expression system for production of a heterologous protein, plasmid expression vectors, method of construction of a recombinant strain of psychrotolerant yeast Debaryomyces macquariensis and method of protein production by the recombinant yeast strain, 2020
Słowa kluczowe:
biokatalizator, bioproces, enzym ekstremofilny, klonowanie i ekspresja, biogospodarka
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Extremophilic microbial communities: biocatalysts and biomolecules applicable in industry
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Biotechnologii Molekularnej i Przemysłowej I-51
Kierownik:
Prof. Maria Koziołkiewicz
Potencjalni promotorzy:
Dr hab. inż. Anna Podsędek, prof. uczelni
Dr hab. inż. Małgorzata Zakłos-Szyda
Osoba do kontaktu:
tel: 42-631 34-43, anna.podsedek@p.lodz.pl, malgorzata.zaklos-szyda@p.lodz.pl
Zakres działalności:
- Charakterystyka surowców i handlowych produktów pochodzenia roślinnego pod kątem składu jakościowego i ilościowego witamin, barwników roślinnych, aminokwasów, kwasów organicznych i związków fenolowych
- Określanie aktywności antyoksydacyjnej substancji wzorcowych i potencjału antyoksydacyjnego żywności metodami in vitro, w tym na modelach komórkowych
- Badanie stabilności składników żywności w warunkach symulowanego trawienia in vitro
- Określanie interakcji pomiędzy związkami fenolowymi a enzymami trawiennymi
- Charakterystyka prozdrowotnego działania fitozwiązków (związki fenolowe, terpeny, witaminy, barwniki, kwasy tłuszczowe i ich pochodne) oraz związków syntetycznych w warunkach in vitro (hodowle komórkowe) ze szczególnym uwzględnieniem syndromu metabolicznego i innych chorób cywilizacyjnych
- Poszukiwanie związków o działaniu przeciwcukrzycowym w grupie ligandów receptorów sprzężonych z białkami G (GPCR)
- Określanie cytotoksyczności, efektywności i molekularnych podstaw działania chemioterapeutyków wobec komórek różnych linii nowotworowych
- Wykonywanie testów biozgodności materiałów w zakresie toksyczności komórkowej in vitro
Działalność obecna:
Zespół Bioaktywnych Fitozwiązków prowadzi badania w dyscyplinie Technologia Żywności i Żywienia. Obecnie większość prac dotyczy podanych niżej zagadnień:
- Wielokierunkowa charakterystyka bioaktywnych składników diety
- Mechanizmy molekularne odpowiedzialne za aktywność przeciwcukrzycową fitozwiązków
- Bioaktywne fitozwiązki (polifenole, lipidy, witaminy, karotenoidy i kwasy tłuszczowe pochodzenia roślinnego) regulują procesy komórkowe poprzez modulowanie szlaków metabolicznych i sygnałowych. Te naturalne związki mogą stymulować lub hamować aktywność enzymów, receptorów, transporterów i/lub czynników transkrypcyjnych. Odpowiednie modulowanie aktywności w/w białek przez związki naturalne obecne w diecie wydaje się w tej chwili najlepszym sposobem zapobiegania chorobom metabolicznym, takim jak: cukrzyca, otyłość, choroby wątroby i inne. Ponieważ cukrzyca jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych chorób cywilizacyjnych na świecie, poszukiwanie nowych i skutecznych sposobów jej zapobiegania i leczenia ma kluczowe znaczenie. Dlatego badania naturalnych bioaktywnych składników diety o potencjalnych właściwościach przeciwcukrzycowych są w technologii żywności i żywienia jednym z ważniejszych kierunków badawczych.
Przyszłe działania:
Badania wpływu wybranych ekstraktów roślinnych oraz związków syntetycznych na metabolizm lipidów i węglowodanów.
Badania wpływu wybranych bioaktywnych składników diety na transkrypcyjną i epigenetyczną regulację ekspresji genów.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- Pietrzyk N., Zakłos-Szyda M., Koziołkiewicz M., Podsędek A. Viburnum opulus L. fruit phenolic compounds protect against FFA-induced steatosis of HepG2 cells via AMPK pathway. Journal of Functional Foods, 2021, Vol.80, 104437, doi.org/10.1016/j.jff.2021.104437
- Kajszczak D., Kowalska-Baron A., Podsędek A. Glycoside hydrolases and non-enzymatic glycation inhibitory potential of Viburnum opulus L. fruit — in vitro studies. Antioxidants, 2021, 10, 989, doi.org/10.3390/antiox10060989
- Kajszczak D., Zakłos-Szyda M., Podsędek A. Viburnum opulus L.—A review of phytochemistry and biological effects. Nutrients, 2020, 12,3398, s. 1-30, doi:10.3390/nu12113398
- Podsędek A., Zakłos- Szyda M., Polka D., Sosnowska D. Effects of Viburnum opulus fruit extracts on adipogenesis of 3T3-L1 cells and lipase activity. Journal of Functional Foods, 2020, 73, 104111, doi.org/10.1016/j.jff.2020.104111
- Drzazga A., Cichońska E., Koziołkiewicz M., Gendaszewska-Darmach E. Formation of βTC3 and MIN6 pseudoislets changes the expression pattern of Gpr40, Gpr55, and Gpr119 receptors and improves lysophosphatidylcholines ‐ potentiated glucose‐stimulated insulin secretion. Cells, 2020, 9, 2062, s. 1-20, doi:10.3390/cells9092062;
Słowa kluczowe:
dieta, fitozwiązki, cukrzyca, szlaki sygnałowe, receptory, zmiany epigenetyczne, regulacja transkrypcji;
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Identyfikacja szlaków sygnałowych regulowanych przez wybrane bioaktywne fitozwiązki
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.