Instytut Biochemii Technicznej

Biotechnologia przemysłowa

Biokataliza

• Zastosowanie enzymów w procesach konwersji biomasy roślinnej: dobór warunków enzymatycznego scukrzania różnorodnych produktów ubocznych i odpadów przemysłowych pochodzenia roślinnego
• Charakterystyka hydrolizatów i pozostałości po hydrolizie pod względem składu chemicznego i zastosowania w procesach fermentacyjnych
• Zastosowanie enzymów do enancjoselektywnej konwersji związków organicznych
• Jakościowe i ilościowe oznaczenia wybranych związków chemicznych, np. glukozy i innych cukrów prostych, alkoholi i kwasów organicznych przy użyciu odpowiednich testów enzymatycznych

Biotransformacje

• Biosynteza różnych drobnoustrojowych enzymów, w tym hydrolaz glikozydowych (celulazy, pektynazy, chitozanazy, amylazy), lipaz triacyloglicerolowych i enzymów proteolitycznych w hodowlach wgłębnych i solid state
• Wytwarzanie preparatów enzymatycznych, w tym immobilizacja enzymów i komórek
• Oddziaływanie enzymów mikrobiologicznych z nanorurkami węglowymi i grafenem
• Dobór warunków enzymatycznej konwersji odpadów rolno-spożywczych (zawierających węglowodany, tłuszcze i białka) w produkty o wartości dodanej
• Prowadzenie procesów biotransformacji w środowiskach niewodnych z wykorzystaniem immobilizowanych biokatalizatorów (komórek i enzymów)
• Otrzymywanie na drodze biosyntezy oraz konwersja substancji lipidowych
• Prowadzenie procesów biotransformacji chitozanu do związków użytecznych przemysłowo

Bioremediacja

• Biosolubilizacja węgla brunatnego
• Bioremediacja gruntów zanieczyszczonych związkami ropopochodnymi (olej napędowy, olej transformatorowy, olej popirolityczny, frakcje destylacji ropy naftowej)
• Innowacyjne technologie bioremediacji (preparaty enzymatyczne, sorbenty, biosurfaktanty)
• Monitoring procesów bioremediacji przy wykorzystaniu parametrów biochemicznych i fizyko-chemicznych
• Biodegradacja materiałów odpadowych (guma)
• Izolacja, screening i wykorzystanie endofitów w bioremediacji
• Biodegradacja biodiesla

Biotechnologia molekularna

Identyfikacja taksonomiczna drobnoustrojów w oparciu o techniki biologii molekularnej

• poszukiwanie homologicznych sekwencji DNA i tworzenie drzew filogenetycznych

Technologia rekombinacji DNA in vitro

• izolowanie i analiza różnego pochodzenia kwasów nukleinowych (plazmidowy, chromosomalny i metagenomowy DNA oraz RNA mikroorganizmów),
• konstrukcja drobnoustrojowych bibliotek genów,
• dobór starterów i warunków do wykonania reakcji PCR i sekwencjonowania,
• analiza restrykcyjna fragmentów DNA, wykonanie map restrykcyjnych,
• ekspresja rekombinowanego genetycznie DNA w bakteriach i drożdżach

Analiza bioinformatyczna sekwencji DNA całych genomów mikrobiologicznych

• składanie dłuższych sekwencji z pojedynczych odczytów, tworzenie pojedynczych kontigów,
• annotacje wygenerowanych kontigów, w tym odnalezienie rejonów kodujących białka oraz przypisanie im funkcji na podstawie homologii z dostępnymi bazami danych

Proteomika

• analiza profili białek dzikich szczepów drobnoustrojów oraz ich mutantów za pomocą dwuwymiarowej elektroforezy żelowej (2-D),
• identyfikacja białek różnicujących przy wykorzystaniu odpowiedniego oprogramowania komputerowego, np. PDQueast

Inżynierowanie białek

• typowanie i analiza mutacji w docelowym białku na podstawie przyrównań sekwencyjnych i strukturalnych z wzorcowymi matrycami,
• racjonalne projektowanie biokatalizatorów o pożądanych cechach w oparciu o techniki ukierunkowanej mutagenezy,
• wykorzystywanie technik ukierunkowanej ewolucji w celu pozyskiwania nowych, unikatowych białek enzymatycznych,
• projektowanie, poprzez modelowanie homologiczne, struktur przestrzennych zinżynierowanych bądź natywnych białek w oparciu o podobieństwo sekwencyjno-strukturalne, dokowanie in silico substratów w centrum aktywnym białek

Bakteryjna nanoceluloza

Zastosowanie i molekularne aspekty biosyntezy

• Poznanie mechanizmu ruchliwości bakterii Gluconacetobacter  xylinus i jego wpływu na strukturę bionanocelulozy
• Poznanie mechanizmu biosyntezy celulozy i jego regulacji w przypadku Gluconacetobacter  xylinus
• Identyfikacja genów mających wpływ na biosyntezę bionanocelulozy, w tym szczególnie różnicujących szczepy Gluconacetobacter  xylinus pod kątem wytwarzania błon celulozowych
• Ekspresja, oczyszczanie i charakterystyka wybranych białek z Gluconacetobacter  xylinus
• Intensyfikacja produkcji bionanocelulozy i modyfikacja struktury błon celulozowych

Proteomika/Biologia strukturalna

• Badania krystalograficzne natywnych białek i ich kompleksów z ligandami oraz peptydów i małocząsteczkowych związków syntetycznych.
• Określanie struktur krystalicznych biocząsteczek na podstawie eksperymentu dyfrakcyjnego na monokryształach.
• Analiza oddziaływań białko-ligand np. enzym-inhibitor, przeciwciało-ligand; białko-białko; białko-kwasy nukleinowe.
• Zastosowanie badań krystalograficznych do wyznaczania struktury białek będących potencjalnym celem terapeutycznym.
• Badania strukturalne związków biologicznie czynnych w aspekcie wykorzystania w medycynie i biotechnologii 
• Określanie właściwości białek użytecznych biotechnologicznie na podstawie informacji strukturalnych.
• Wykorzystanie krystalografii i NMR ciała stałego jako technik komplementarnych w badaniach strukturalnych biocząsteczek.
• Rozwój metodyki krystalograficznej: optymalizacja procesu krystalizacji i eksperymentu dyfrakcyjnego oraz krioprotekcji, tworzenie pochodnych białek z atomami ciężkimi do pomiarów techniką MAD lub SAD. 
• Modelowe badania nad metodami detekcji rzadkich modyfikacji cysteiny w białkach: S-glikozylacji, mono-ADP-S-rybozylacji oraz S-fosforylacji

Biochemia żywności i nutrigenomika

• Charakterystyka surowców i handlowych produktów pochodzenia roślinnego pod kątem składu jakościowego i ilościowego witamin, barwników roślinnych, aminokwasów, kwasów organicznych i związków polifenolowych
• Określanie aktywności antyoksydacyjnej substancji wzorcowych i potencjału antyoksydacyjnego żywności metodami in vitro (ABTS, DPPH, FRAP, TBAR’s)
• Badanie stabilności składników żywności w warunkach symulowanego trawienia in vitro
• Określanie interakcji pomiędzy związkami polifenolowymi a enzymami trawiennymi
• Charakterystyka prozdrowotnego działania składników warzyw i owoców (polifenole, glukozynolany, izotiocyjaniany, terpeny) oraz związków syntetycznych w warunkach in vitro (hodowle komórkowe) ze szczególnym uwzględnieniem syndromu metabolicznego i innych chorób cywilizacyjnych
• Określanie cytotoksyczności, efektywności i molekularnych podstaw działania chemioterapeutyków wobec komórek różnych linii nowotworowych
• Wykonywanie testów biozgodności materiałów w zakresie toksyczności komórkowej in vitro
• Badania nad metodami promującymi proces unaczynienia w obrębie trudno gojących się ran, czyli nad strategią tzw. terapeutycznej angiogenezy

Kolekcja drobnoustrojów IBT

Kontakt: dr inż. Aneta Białkowska (aneta.bialkowska@p.lodz.pl; tel. +48 42 631 34 29)