Grupa Laboratorium sieci poliaminowych, kierowana przez dr. hab. Przemysława Grudnika, koncentruje się na zrozumieniu, w jaki sposób poliaminy oraz ich szlaki metaboliczne kształtują fizjologię komórki, odpowiedzi na stres i rozwój chorób. Nasze badania łączą biologię strukturalną, biochemię, biofizykę i chemię biologiczną, aby odsłonić molekularne mechanizmy leżące u podstaw szlaku hypuzynacji i homeostazy poliamin. Wykorzystując zaawansowane narzędzia eksperymentalne i obliczeniowe, dążymy do przekładania odkryć podstawowych na nowe strategie terapeutyczne.

 

1. Strukturalne i mechanistyczne podstawy metabolizmu poliamin

Badamy architekturę, dynamikę i regulację enzymów zaangażowanych w biosyntezę i katabolizm poliamin, ze szczególnym uwzględnieniem szlaku hypuzynacji. Korzystając z kriomikroskopii elektronowej, krystalografii rentgenowskiej i modelowania integracyjnego, analizujemy, jak reakcje zależne od poliamin kontrolują funkcjonowanie białek i procesy komórkowe.

2. Rola poliamin w translacji i odpowiedzi na stres

Nasza grupa bada, w jaki sposób poliaminy modulują aparat translacyjny i przyczyniają się do zwiększenia odporności komórki na stres. Analizujemy wzajemne oddziaływania między poliaminami, przeprogramowaniem metabolicznym i proteostazą.

3. Celowana inhibicja szlaku hypuzynacji

W ramach finansowanego przez NCN projektu OPUS rozwijamy narzędzia molekularne i inhibitory kluczowych enzymów biorących udział w hypuzynacji. Łączy to biologię strukturalną z chemią medyczną i otwiera drogę do selektywnej modulacji aktywności eIF5A w chorobach nowotworowych, zakaźnych i metabolicznych.

4. Odkrycia wspomagane obliczeniowo i przez AI

Integrujemy uczenie maszynowe, narzędzia do predykcji struktur białek oraz symulacje molekularne, aby przyspieszyć identyfikację celów molekularnych, poszukiwanie ligandów i generowanie nowych hipotez badawczych w obrębie sieci poliamin.

 

• Kriomikroskopia elektronowa i krystalografia rentgenowska

• Analizy biochemiczne i enzymatyczne

• Metody biofizyczne (DSF, MST, ITC, SAXS)

• Chemia biologiczna i screening inhibitorów

• Dynamika molekularna i modelowanie wspomagane AI

• Integracja danych omicznych i rekonstrukcja szlaków

 

Granty badawcze:

1. NCN SONATA BIS Development of new strategies for inhibiting deoxyhypusine synthase and studying its interactome (2025-2030, 4 409 537 PLN)

2. FNP First Team FENG Inducing molecular proximity to modulate cellular polyamine metabolism (2024–2028, 3,967,720 PLN)

3. NCN OPUS Targeted inhibition of hypusination (2023–2027, 2022/47/B/NZ7/01667, 2 999 196 PLN)

4. NCN PRELUDIUM: Protein kinase dependent regulation of deoxyhypusination (2022-2026, PI: Paweł Kochanowski, M.Sc.)

5. NCN PRELUDIUM:  Structural basis for key protein–protein interactions of deoxyhypusine hydroxylase (2025-2028, PI: Daniel Zakaszewski, M.Sc.)

6. NCN PRELUDIUM: Novel covalent modulators of plasma kallikrein activity (2026-2029, PI: Jan Konopka, M.Sc.)

7. NCN OPUS, Disruption of the posttranslational activation of the translation factor EF-P as a new target for antimicrobial agents. (2024-2028, PI: Piotr Wilk, PhD), project realized at Structural Biology Core Facility, spin-off project focused on lysinalation, bacterial equivalent of hypusination 

8. NCN SONATINA,  Deciphering the unknown - structure and function of Nif3 protein (2024–2027, PI: Elżbieta Wątor-Wilk, PhD), project conducted at Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry Polish Academy of Sciences, partially realized at Structural Biology Core Facility (MCB), project focused on the putative deoxyhypusine synthase interactor – Nif3