JACEK KORCHOWIEC - PROJEKTY BADAWCZE


Projekt badawczy NCN 2014/13/B/ST4/04995
Zmiany strukturalne w błonie pęcherzyków płucnych wywołane peroksydacją lipidów i zanieczyszczeniami atmosferycznymi: teoretyczne i eksperymentalne badania modelowe (04.02.2015-03.04.2018)
W projekcie podjęto się opisu molekularnego mechanizmu oddziaływania cząsteczek zanieczyszczeń atmosferycznych i czynników utleniających z surfaktantem płucnym. Opis oddziaływań z zanieczyszczeniami modelowano w sposób jawny, poprzez wprowadzenie cząsteczek zanieczyszczeń do modelowych układów płucnych, natomiast wpływ czynników utleniających opisano pośrednio poprzez obecność produktów utleniania w filmach powierzchniowych.
Lp. Grafika Publikacje
1.

Stachowicz-Kusnierz, A.; Trojan, S.; Cwiklik, L.; Korchowiec, B.; Korchowiec, J.: Modeling Lung Surfactant Interactions with Benzo a pyrene. Chemistry-a European Journal, 2017, 23, 5307-5316.

2.

Stachowicz-Kuśnierz, A.; Cwiklik, L.; Korchowiec, J.; Rogalska, E.; Korchowiec, B.: The impact of lipid oxidation on the functioning of a lung surfactant model, Physical Chemistry Chemical Physics, 2018, 20, 24968-24978.

3.

Korchowiec, B.; Stachowicz-Kuśnierz, A.; Korchowiec, J.: The Role of DPPG in Lung Surfactant Exposed to Benzo[a]pyrene, Environmental Science Processes & Impacts, 2019, 21, 438-445.

4.

Olzynska, A.; Zubek, M.; Roeselova, M.; Korchowiec, J.; Cwiklik, L.: Mixed DPPC/POPC Monolayers: All-atom Molecular Dynamics Simulations and Langmuir Monolayer Experiments, Biochimica Et Biophysica Acta-Biomembranes 2016, 1858, 3120-3130.

5.

Stachowicz-Kusnierz, A.; Seidler, T.; Rogalska, E.; Korchowiec, J.; Korchowiec, B.: Lung Surfactant Monolayer a Good Natural Barrier against Dibenzo-P-Dioxins, Chemosphere, 2020, 240, 12.

6.

Delcroix, P.; Dolejsova, T.; Krzaczek, K.; Korchowiec, B.; Czogalla, A.; Cwiklik, L.: Properties of Lipid Models of Lung Surfactant Containing Cholesterol and Oxidized Lipids: A Mixed Experimental and Computational Study, Langmuir, 2020, 36, 1023-1033.

Osiągnięcia
  • Opracowanie parametryzacji pola siłowego CHARMM dla cząsteczek zanieczyszczeń atmosferycznych (cząsteczki z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych i dioksyn)
  • Zbudowanie modelu surfaktanta płucnego, zachowującego proporcje pomiędzy nasyconymi i nienasyconymi fosfolipidami.
  • Zbudowanie modelu surfaktanta płucnego, zachowującego proporcje pomiędzy obojnaczymi i anionowymi fosfolipidami.
  • Zbudowanie modelu surfaktanta płucnego uwzględniającego produkty utlenienia nienasyconych lipidów.
  • Wykazanie przydatności pół siłowych CHARMM i SLipid do opisu modeli surfaktanta płucnego.
  • Zaproponowanie molekularnego mechanizmu oddziaływania benzo[a]pirenu z modelami surfaktanta płucnego.
  • Zaproponowanie molekularnego mechanizmu oddziaływania wybranych dioksyn z modelami surfaktanta płucnego.
  • Wykazanie, że filmy powierzchniowe zbudowane z fosfolipidów z rodziny cholin nie są skuteczną barierą ograniczającą wnikanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych do fazy objętościowej.
  • Wykazanie, że fosfolipidy anionowe stanowią skuteczną barierę na transport wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych do fazy objętościowej.
  • Wykazanie, że częściowe utlenienie surfaktanta płucnego zmniejsza zdolność filmu powierzchniowego do kompresji.
  • Wykazanie kondensującego wpływu cząsteczek benzo[a]pirenu na izotermy ciśnienia powierzchniowego.
  • Wykazanie kondensującego wpływu cząsteczek dioksyn na izotermy ciśnienia powierzchniowego.
  • Spektroskopowa i teoretyczna weryfikacja zmian w pierwszej sferze hydratacyjnej cząsteczek fosfolipidów w wyniku utlenienia nienasyconych fosfolipidów
  • Spektroskopowa i teoretyczna weryfikacja zmian w pierwszej sferze hydratacyjnej cząsteczek fosfolipidów spowodowanych obecnością cząsteczki benzo[a]pirenu.
  • Spektroskopowa i teoretyczna weryfikacja wpływu benzo[a]pirenu i wybranych dioksyn na uporządkowanie łańcuchów hydrofobowych fosfolipidów.



Projekt badawczy NCN 2011/01/B/ST4/00636
Analiza podatnościowa narzędziem do opracowania polaryzowalnych pól siłowych (01.12.2011-30.11.2014)
Lp. Grafika Publikacje
1.

Stachowicz, A.; Korchowiec, J.: Generalized Charge Sensitivity Analysis , Structural Chemistry 2012, 23, 1449-1458.

2.

Stachowicz, A.; Rogalski, M.; Korchowiec, J.: Charge Sensitivity Approach to Mutual Polarization of Reactants: Molecular Mechanics Perspective , Journal of Molecular Modeling 2013, 19, 4163-4172.

3.

Stachowicz, A.; Korchowiec, J.: ,Bond Detectors for Molecular Dynamics Simulations, Part I: Hydrogen Bonds, Journal of Computational Chemistry, 2013, 34, 2261-2269.

4.

Kuzniarowicz, P.; Liu, K.; Aoki, Y.; Gu, F. L.; Stachowicz, A.; Korchowiec, J.: Intermediate Electrostatic Field for the Elongation Method , Journal of Molecular Modeling, 2014, 20, 2277:1-6.

5.

Stachowicz-Kusnierz, A.; Korchowiec, J.: Nucleophilic Properties of Purine Bases: Inherent Reactivity Versus Reaction Conditions, Structural Chemistry 2016, 27, 543-555.

6.

Beker, W.; Stachowicz-Kusnierz, A.; Zaklika, J.; Ziobro, A.; Ordon, P.; Komorowski, L.: Atomic Polarization Justified Fukui Indices and the Affinity Indicators in Aromatic Heterocycles and Nucleobases, Comput. Theor. Chem. 2015, 1065, 42-49.

7.

Liu, K.; Korchowiec, J.; Aoki, Y.: Intermediate Electrostatic Field for the Generalized Elongation Method. Chemphyschem 2015, 16, 1551-1556.

8.

PhD Rozprawa doktorska Anny Stachowucz (2013-06-18), Polaryzowalne pola siłowe z perspektywy analizy podatnościowej rozkładu ładunków.



Osiągnięcia
  • parametryzacja CSA w rozdzielczości atomów pola siłowego AMBER dla różnych analiz populacyjnych
  • parametryzacja CSA w rozdzielczości atomów pola siłowego CHARMM dla różnych analiz populacyjnych
  • wykorzystanie modeli CSA do dyskusji reaktywności chemicznej w wybranych układach molekularnych
  • opracowanie deskryptorów tworzenia się wiązań chemicznych
  • wykorzystanie modeli CSA na potrzeby motody wydłużania: metoda pośredniego pola elektrostatycznego




Pozostałe własne projekty badawcze
  • Trzyletni Projekt Specjalny MNiSW: Nanoinżynieria enzymatyczna selektywnie przepuszczalnych membran, 2007-2010.
  • 27 Miesięczny Projekt Badawczy MNiSW: Teoretyczna synteza struktury elektronowej nanomateriałów, 1.10.2007-31.12.2009.
  • POLONIUM 2009, Program współpracy naukowej i naukowo-technicznej między Polską i Francją; jednostki naukowe realizujące projekt: Uniwersytet w Nancy (Prof. Ewa Rogalska), Uniwersytet Jagielloński (dr hab. Jacek Korchowiec); 7869/R09/R10, Regulacja zawartości cholesterolu w monowarstwach lipidowych, 2009-2010.
  • POLONIUM 2007, Program współpracy naukowej i naukowo-technicznej między Polską i Francją; jednostki naukowe realizujące projekt: Uniwersytet w Metz (Prof. Marek Rogalski), Uniwersytet Jagielloński (dr hab. Jacek Korchowiec); 7077/R07/R08, 2007-2008; Teoretyczne modelowanie kompleksów inkluzyjnych cyklodekstryn i związków organicznych. Wyznaczenie optymalnych parametrów pól siłowych opisujących kompleksy inkluzyjne dla potrzeb mechaniki i dynamiki molekularnej. Termodynamiczna i spektroskopowa charakterystyka układów trójskładnikowych.
  • Roczny Projekt Badawczy KBN: Efekty przeniesienia ładunku a reaktywność chemiczna, 2002.
  • Roczny Projekt Badawczy KBN: Podatnościowa charakterystyka wpływu środowiska reakcyjnego na własności molekularne modelowych układów chemicznych, 1994.


Uczestnictwo w realizacji projektów badawczych
  • Środowiskowe Studia Doktoranckie, Interdyscyplinarność dla medycyny innowacyjnej”, 2017-2022, kierownik zadania: Nanoukłady nośnikowe dla leków: badanie struktury elektronowej czerwieni Kongo i jej pochodnych oraz analiza ich oddziaływania z donorami elektronowymi pochodzenia grafenowego
  • Interdyscyplinarne studia doktoranckie MOL-MED, 2011-2015, kierownik zadania: Zastosowanie modelowych membran bakteryjnych do badania aktywności nowych antybiotyków.
  • Międzynarodowe Projekty Doktoranckie (MPD), 2009-2013, kierownik zadania: Linear-scaling in density functional method for subsystems.
  • Trzyletni Projekt Badawczy NCN: Antybakteryjne nośniki leków oparte na kaliksarenach, 01.07.2013-30.06.216, kierownik projektu: dr Beata Korchowiec.
  • CREST 2008-2013 (action financed by Japan Sciences and Technology Corporation), Development of Super-efficient Order-N Calculation Method for Large Systems and its Application to Nano-Bio Material Design, koordynator projektu: prof. Yuriko Aoki, Kyushu University, Fukuoka, Japan.
  • Trzyletni projekt badawczy w ramach Umowy o Współpracy Naukowo-Technicznej pomiędzy Rządami Rzeczypospolitej Polskiej i Wspólnoty Flamandzkiej w Belgii nr grantu C55, Density Functional Descriptors of Chemical Reactivity (częściowo finansowany przez KBN), 1997-1999, kierownik polskiej grupy w ramach projektu: prof. dr hab. Roman F. Nalewajski.
  • Trzyletni projekt badawczy COST-D5 „Chemistry at Surfaces and Interfaces”: Project No D5/0005/95, Theoretical Approaches to Reactions at Interfaces: Charge Sensitivity and DFT-Valence Studies, 1996-1998, koordynator strony polskiej: prof. dr hab. Roman F. Nalewajski.
  • Trzyletni projekt badawczy KBN, Reaktywność chemiczna w ujęciu teorii funkcjonałów gęstości, analizy podatnościowej rozkładu ładunku i teorii informacji, 2000-2002, kierownik projektu: prof. dr hab. Roman F. Nalewajski.
  • Trzyletni projekt badawczy KBN, Molekularne mechanizmy reakcji katalizy heterogennej: zastosowania i rozwój teorii podatności ładunku i kwantowo-mechanicznych indeksów rzędów wiązań, 1997-1999, kierownik projektu: prof. dr hab. Roman F. Nalewajski.
parametry CSA w rozdzielczości atomów pola siłowego AMBER
atom twardości [eV/e2] elektroujemności [eV/e]
type MPA AIM NPA HPA VPA MPA AIM NPA HPA VPA
HC 23.54 28.19 24.23 30.81 23.54 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
H 21.78 33.54 20.57 46.14 31.78 9.95 6.53 10.04 6.04 7.64
HO 18.87 25.84 25.16 35.57 20.79 10.76 8.29 9.75 7.82 9.87
HS 17.02 42.21 17.77 38.05 35.12 10.18 12.28 10.10 9.41 8.88
HP 30.32 28.03 24.81 42.14 28.33 8.03 9.76 9.90 10.71 9.83
H2 17.27 22.40 18.47 45.75 23.30 11.00 9.39 11.26 10.36 10.18
H1 27.03 30.16 24.25 39.83 23.11 9.66 9.38 10.10 9.80 10.08
H5 28.16 27.66 28.80 32.22 24.72 7.90 5.68 7.95 9.15 9.59
H4 19.93 28.01 16.38 26.01 27.52 9.83 9.25 11.34 10.10 9.36
HA 29.10 36.92 22.20 49.59 31.65 9.48 8.95 10.19 9.13 9.39
CT 13.39 16.55 13.84 19.21 17.16 12.44 7.14 14.01 10.99 11.11
C 13.44 16.51 14.02 28.27 25.12 11.61 8.92 12.87 9.02 9.96
CA 11.96 17.12 13.95 15.04 17.42 11.99 8.71 14.00 11.12 11.44
CB 14.62 23.94 12.54 17.73 17.50 10.95 8.06 14.65 10.93 11.74
CC 10.92 15.91 19.02 26.96 23.83 12.16 7.83 14.05 10.56 11.58
CK 14.06 14.61 17.54 19.12 22.31 11.67 9.39 12.56 10.50 11.10
CM 12.18 26.47 14.75 15.79 17.06 12.01 8.93 13.87 11.13 11.19
CD 10.76 12.66 14.34 15.69 24.32 11.79 10.42 14.20 11.08 12.06
CN 14.74 15.64 18.07 20.59 26.12 10.90 8.18 13.98 10.65 11.05
CQ 17.90 19.86 17.15 27.00 24.91 11.70 4.41 12.77 10.23 10.87
CR 13.41 15.46 14.19 21.83 19.07 11.97 9.65 13.36 10.29 11.13
CV 12.64 15.34 16.89 17.64 23.11 12.20 9.94 14.36 11.43 11.36
CW 10.93 18.27 22.69 18.68 21.57 12.14 9.47 14.88 11.23 11.49
CG 13.73 19.07 12.58 16.96 18.93 12.32 9.66 14.16 11.56 11.94
NT 16.18 29.02 19.68 26.45 49.35 15.55 26.51 19.50 12.71 17.54
N3 18.86 18.84 32.30 36.25 64.45 16.41 16.24 26.32 8.98 15.34
N 17.40 26.10 17.35 25.03 42.22 15.75 23.17 16.68 11.88 15.24
NA 16.09 21.95 20.99 51.66 69.11 15.28 20.57 18.50 13.36 17.39
NB 17.90 19.09 19.67 30.20 47.75 16.01 19.14 18.90 14.86 19.41
NC 16.78 22.91 15.87 28.84 44.26 15.62 23.21 17.37 14.76 19.33
N2 17.05 21.15 26.00 45.33 46.48 15.71 20.20 22.32 15.45 16.72
NG 16.86 26.75 24.45 37.49 43.34 15.96 24.38 20.18 11.85 14.17
OH 17.11 24.33 21.54 28.75 48.54 16.32 25.08 21.08 14.40 18.24
OS 21.37 46.57 27.54 43.04 51.36 18.13 43.80 24.33 16.51 18.11
O 14.93 46.84 28.52 35.99 45.63 15.26 50.31 23.95 19.83 21.33
O2 12.32 46.97 30.65 19.95 26.67 14.92 52.41 26.39 14.57 17.83
S 13.60 36.03 17.91 29.32 24.66 10.72 7.42 9.66 12.76 11.74
SH 11.86 35.69 11.41 16.49 16.44 11.57 8.62 11.86 11.97 11.11