CeNT
herb

Interdyscyplinarne Laboratorium Modelowania Układów Biologicznych

Tematyka rozwijana w laboratorium:

  • rozwijanie modeli gruboziarnistych do analizy krajobrazu energetycznego białek i ich kompleksów
  • rozwijanie metod analitycznych do analizy koewolucyjnej aminokwasów i ich zastosowanie do wyznaczania struktur białek
  • rozwój i zastosowanie aparatu matematycznego teorii węzłów do wyznaczania topologii białek

Celem badawczym jest  scharakteryzowanie sił odpowiedzialnych za pokonywanie topologicznej bariery podczas zwijania białek. Obejmuje to m.in. wyznaczenie biologicznej roli węzłów w białkach przy użyciu symulacji komputerowych, metod bioinformatycznych i doświadczalnych (FRET); topologiczną klasyfikację białek i kwasów nukleinowych (RNA); wyznaczenie krajobrazu energetycznego membranowych białek o złożonej topologii; przewidywanie struktury białek membranowych na podstawie koewolucji par aminokwasów metodą przybliżenia pola średniego.

Laboratorium zajmuje się analizą krajobrazu energetycznego białek i ich funkcji przy użyciu metod fizycznych, matematycznych i biologicznych. Jednym z wyników tej analizy będzie skonstruowanie niezwykle stabilnych struktur molekularnych.

W skład zespołu wchodzą:

  • specjaliści w dziedzinie biofizyki, symulacji i analizy numerycznej, którzy zajmują się rozwijaniem technik numerycznych i ich zastosowaniem do analizy krajobrazu energetycznego białek i funkcji białek
  • specjaliści w dziedzinie rozwiązań analitycznych, którzy koncentrują się na rozwijaniu metod matematycznych do wyznaczenia topologii i analizy sekwencji aminokwasów

Wsółorganizacja wydarzeń naukowych:

  • 17-21.09.214, Significance of Knotted Structures for Function of Proteins and Nucleic Acids, Warszawa
  • 17-20.06.2014, 4th Visegrad Symposium on Structural Systems Biology, Nove Hrady, Czechy
  • 17-22.11.2013, Entanglement in biology; how nature controls the topology of proteins and DNA (13w5133), Banff, Kanada

Inne granty:

  • DUNE, MNiSW, miejsce realizacji: Polskie Towarzystwo Biofizyczne
  • Grant Biophysical Society, miejsce realizacji: Wydział Chemii UW
  • Homing Plus, FNP, miejsce realizacji: Wydział Chemii UW
  • Preludium, NCN, kierownik rojektu: mgr Paweł Dąbrowski-Tumański, miejsce realizacji: Wydział Chemii UW
dr hab. Joanna Sułkowska , prof. ucz.
e-mail: j.sulkowska@cent.uw.edu.pl
telefon: +48 22 55 43675
pokój: 04.43


Group Leader:
dr hab. Joanna Sułkowska , prof. ucz.


Lab Manager:
mgr Michał Tyras

Postdoctoral Fellows:
dr Fernando Bruno da Silva
dr Anna Kluza
dr Mariusz Możajew
dr Szymon Niewieczerzał

programmists:
Agata Perlińska
dr Paweł Rubach

Students:

Iwona Lewandowska

Maciej Sikora

Mai Lan Nguyen

Mateusz Fortunka

Jacek Płonka

Julia Sosinska

Dominika Krason

Magdalena Osełka

Julia Sikorska

Julia Kamysz

Transmembrane helix connectivity in Orai1 controls two gates for calcium-dependent transcription.
Frischauf, I., Litviňuková, M., Schober, R., Zayats, V., Svobodová, B., Bonhenry, D., ... & Stallinger, A. (2017).
2017
AlphaKnot: server to analyze entanglement in structures predicted by AlphaFold methods
Wanda Niemyska, Paweł Rubach, Bartosz A Gren, Mai Lan Nguyen, Wojciech Garstka, Fernando Bruno da Silva, Eric J Rawdon, Joanna I Sułkowska
Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue W1, 5 July 2022, Pages W44–W50
Lasso Proteins—Unifying Cysteine Knots and Miniproteins
Bartosz Ambroży Greń, Paweł Dąbrowski-Tumański, Wanda Niemyska Joanna Ida Sułkowska
Polymers, 13(22), 3988
SARS-CoV-2 Papain-Like Protease Potential Inhibitors—In Silico Quantitative Assessment.
Adam Stasiulewicz, Alicja W. Maksymiuk, Mai Lan Nguyen, Barbara Bełza, Joanna I. Sulkowska
International journal of molecular sciences, 22(8), 3957
Slipknotted and unknotted monovalent cation-proton antiporters evolved from a common ancestor.
Vasilina Zayats, Agata P. Perlinska, Aleksandra I. Jarmolinska, Borys Jastrzebski, Stanislaw Dunin-Horkawicz, Joanna I. Sulkowska
PLoS Computational Biology, 17(10), e1009502.
Knot_pull—python package for biopolymer smoothing and knot detection.
Jarmolinska, A. I., Gambin, A., & Sulkowska, J. I.
Bioinformatics, 36(3), 953-955.
Genus for biomolecules
Rubach, P., Zajac, S., Jastrzebski, B., Sulkowska, J. I., & Sułkowski, P.
Nucleic acids research, 48(D1), D1129-D1135.
Mg2+-Dependent Methyl Transfer by a Knotted Protein: A Molecular Dynamics Simulation and Quantum Mechanics Study
Kałek, M., Perlińska, A., Sułkowska, J. (2020)
ACS Catalysis (10), 8058-8068
Topoly: Python package to analyze the topology of polymers
Dabrowski-Tumanski, P., Rubach, P., Niemyska, W., Gren, B. A., & Sulkowska, J. I.
Briefings in Bioinformatics
The Folding of Knotted Proteins: Distinguishing the Distinct behavior of Shallow and Deep Knots
Piejko, M., Niewieczerzal, S., & Sulkowska, J. I.
Israel Journal of Chemistry, 60(7), 713-724
On folding of entangled proteins: knots, lassos, links and theta-curves
Sulkowska, J. I.
Current opinion in structural biology, 60, 131-141
A Guide to Targeting the Endocannabinoid System in Drug Design
Stasiulewicz, A., Znajdek, K., Grudzień, M., Pawiński, T., & Sulkowska, J. I.
International journal of molecular sciences, 21(8), 2778
Restriction of S-adenosylmethionine conformational freedom by knotted protein binding sites
Perlinska, A. P., Stasiulewicz, A., Nawrocka, E. K., Kazimierczuk, K., Setny, P., & Sulkowska, J. I.
PLoS computational biology, 16(5), e1007904
A novel de novo mutation p.Ala428Asp in KRT5 gene as a cause of localized epidermolysis bullosa simplex
Stawczyk-Macieja, M., Wertheim-Tysarowska, K., Jakubowski, R., Szczerkowska-Dobosz, A., Krygier, M., Wilkowska, A., . . . & Nowicki, R. (2019).
Experimental Dermatology
KnotProt 2.0: a database of proteins with knots and other entangled structures
Dabrowski-Tumanski, P., Rubach, P., Goundaroulis, D., Dorier, J., Sułkowski, P., Millett, K. C., . . . Sułkowska, J. I. (2019).
Nucleic Acids Research, 47(D1), D367-D375
Proteins’ Knotty Problems
Jarmolinska, A. I., Perlinska, A. P., Runkel, R., Trefz, B., Ginn, H. M., Virnau, P., & Sulkowska, J. I. (2019).
Journal of Molecular Biology, 431(2), 244-257
DCA-MOL: A PyMOL Plugin To Analyze Direct Evolutionary Couplings
Jarmolinska, A. I., Zhou, Q., Sulkowska, J. I., & Morcos, F.
Journal of Chemical Information and Modeling, 59(2), 625-629
Statistical Properties of Lasso-Shape Polymers and Their Implications for Complex Lasso Proteins Function
Dabrowski-Tumanski, P., Gren, B., & Sulkowska, J. I.
Polymers, 11(4), 707
Defining and detecting links in chromosomes
Niewieczerzal, S., Niemyska, W., & Sulkowska, J. I.
Scientific reports, 9(1), 1-10.
PconsFam: An interactive database of structure predictions of Pfam families
Lamb, J., Jarmolinska, A. I., Michel, M., Menéndez-Hurtado, D., Sulkowska, J. I., & Elofsson, A.
Journal of molecular biology, 431(13), 2442-2448.
PyLink: a PyMOL plugin to identify links
Gierut, A. M., Dabrowski-Tumanski, P., Niemyska, W., Millett, K. C., & Sulkowska, J. I.
Bioinformatics, 35(17), 3166-3168.
Supercoiling in a protein increases its stability
Niewieczerzał, S., & Sulkowska, J. I.
Physical review letters, 123(13), 138102.
KnotGenome: a server to analyze entanglements of chromosomes
Sulkowska, J. I., Niewieczerzal, S., Jarmolinska, A. I., Siebert, J. T., Virnau, P., & Niemyska, W. (2018).
Nucleic acids research
GapRepairer–a server to model a structural gap and validate it using topological analysis
Jarmolinska, A. I., Kadlof, M., Dabrowski-Tumanski, P., & Sulkowska, J. I. (2018).
Bioinformatics, 1, 8
Genus trace reveals the topological complexity and domain structure of biomolecules
Zając, S., Geary, C., Andersen, E. S., Dabrowski-Tumanski, P., Sulkowska, J. I., & Sułkowski, P.
Scientific Reports, 8(1)
Dominant ELOVL1 mutation causes neurological disorder with ichthyotic keratoderma, spasticity, hypomyelination and dysmorphic features
Kutkowska-Kaźmierczak, A., Rydzanicz, M., Chlebowski, A., Kłosowska-Kosicka, K., Mika, A., Gruchota, J., . . . Płoski, R.
Journal of Medical Genetics
Kinetics of Huperzine A Dissociation from Acetylcholinesterase via Multiple Unbinding Pathways
Rydzewski, J., Jakubowski, R., Nowak, W., & Grubmüller, H.
Journal of Chemical Theory and Computation, 14(6), 2843-2851
Protein Knotting by Active Threading of Nascent Polypeptide Chain Exiting from the Ribosome Exit Channel
Dabrowski-Tumanski, P., Piejko, M., Niewieczerzal, S., Stasiak, A., & Sulkowska, J. I.
The Journal of Physical Chemistry B, 122(49), 11616-11625
The APS-bracket – A topological tool to classify lasso proteins, RNAs and other tadpole-like structures
Dabrowski-Tumanski, P., & Sulkowska, J. I.
Reactive and Functional Polymers, 132, 19-25.
Entangled Proteins: Knots, Slipknots, Links, and Lassos
Sułkowska, J. I., & Sułkowski, P. (2018).
The Role of Topology in Materials
LinkProt: database collecting information about biological links.
Dabrowski-Tumanski, P., Jarmolinska, A. I., Niemyska, W., Rawdon, E. J., Millett, K. C., & Sulkowska, J. I. (2017)
Nucleic acids research, 45(D1), D243-D249.
Topological knots and links in proteins.
Dabrowski-Tumanski, P., & Sulkowska, J. I. (2017).
Proceedings of the National Academy of Sciences, 201615862.
TrmD: A Methyl Transferase for tRNA Methylation With m1G37.
Hou, Y. M., Matsubara, R., Takase, R., Masuda, I., & Sulkowska, J. I. (2017).
In The Enzymes (Vol. 41, pp. 89-115). Academic Press.
Knotting and unknotting proteins in the chaperonin cage: Effects of the excluded volume.
Niewieczerzal, S., & Sulkowska, J. I. (2017).
PloS one, 12(5), e0176744.
PyLasso: a PyMOL plugin to identify lassos.
Gierut, A. M., Niemyska, W., Dabrowski-Tumanski, P., Sułkowski, P., & Sulkowska, J. I. (2017).
Bioinformatics, 33(23), 3819-3821.
To Tie or Not to Tie? That Is the Question
Dabrowski-Tumanski, P., & Sulkowska, J.
Polymers, 9(12), 454.
Transmembrane helix connectivity in Orai1 controls two gates for calcium-dependent transcription
Frischauf, I., Litviňuková, M., Schober, R., Zayats, V., Svobodová, B., Bonhenry, D., . . . Schindl, R.
Science Signaling, 10(507).
LassoProt: server to analyze biopolymers with lassos.
Dabrowski-Tumanski, P., Niemyska, W., Pasznik, P., & Sulkowska, J. I. (2016).
Nucleic acids research, 44(W1), W383-W389.
Methyl Transfer by Substrate Signaling from a Knotted Protein Fold
Christian, T., Sakaguchi, R., Perlinska, A. P., Lahoud, G., Ito, T., Taylor, E. A., ... & Hou, Y. M. (2016).
https://www.nature.com/articles/nsmb.3282
Complex lasso: new entangled motifs in proteins
Niemyska, W., Dabrowski-Tumanski, P., Kadlof, M., Haglund, E., Sułkowski, P., & Sulkowska, J. I. (2016)
Scientific reports, 6, 36895.
In search of functional advantages of knots in proteins
Dabrowski-Tumanski, P., Stasiak, A., & Sulkowska, J. I. (2016)
PloS one, 11(11), e0165986.
Prediction of the optimal set of contacts to fold the smallest knotted protein
Dabrowski-Tumanski, P., Jarmolinska, A. I., & Sulkowska, J. I.
Journal of Physics: Condensed Matter, 27(35), 354109
Connecting thermal and mechanical protein (un) folding landscapes.
Sun, L., Noel, J. K., Sulkowska, J. I., Levine, H., & Onuchic, J. N. (2014).
Biophysical journal, 107(12), 2950-2961.
KnotProt: a database of proteins with knots and slipknots.
Jamroz, M., Niemyska, W., Rawdon, E. J., Stasiak, A., Millett, K. C., Sułkowski, P., & Sulkowska, J. I. (2014).
Nucleic acids research, 43(D1), D306-D314.
Connecting termal and mechanical protein (un)folding landscapes
Sun, L., Noel, J. K., Sulkowska, J. I., Levine, H., & Onuchic, J. N. (2014).
Biophysical journal, 107(12), 2950-2961.
Structural and mechanistic basis of the fast metathesis initiation by six-coordinated ruthenium catalyst
Trzaskowski, B., & Grela, K. (2013)
Organometallics, 32(13), 3625-3630