Bioelektrochemijos ir biospektroskopijos skyrius

Apie

Plazminės ląstelės membranos susiformavimas laikomas vienu esmininių evolicijos procesų ir pagrindu toliau vystytis gyvybei. Membrana užtikrina erdvėskyrą tarp ląstelės išorinės ir vidinės terpės, o jos sudėtis ir struktūra lemia ląstelės formą ir atlieka apsauginę funkciją.

Plazminė membrana yra įvairių membraninių ląstelės komponentų (receptorių, medžiagų pernašos kanalų ir t.t.) lokalizacijos vieta. Tokia didelė plazminės membranos svarba ląstelės ir viso organizmo gyvybei nulemia ir tai, jog daugelis kenksmingų išorės veiksnių ar ligų sukelėjų veikia būtent per membranos pažaidą. Daugelį ligų, pasižyminčių dideliu sergamumu ir mirtingumu, sukelia bakterijos, sekretuojančios poras formuojančius toksinus (α-hemolizinas (αHL), Vaginolizinas (VLY), Pneumolizinas (PLY) ir t.t.), kurie suardo atakuojamos ląstelės plazminę membraną ir sutrikdo natūralią ląstelės homeostazę. Dėl šių priežasčių, toksinų bei membranų tyrimai yra labai svarbūs, norint efektyviau, greičiau ir paprasčiau diagnozuoti įvairias tokių toksinų sukeliamas ligas.

Plazminių membranų tyrimas yra itin sudėdingas procesas, todėl ilgainiui buvo sukurti įvairūs ląstelių membraną modeliuojantys dariniai – dirbtiniai fosfolipidinai membranos modeliai, kurie suteikia galimybę tirti jas žymiai paprastesniame lygyje.

Mūsų tyrimų grupė naudoja ir tobulina vieną tokių modelių – ant tauriojo metalo paviršiaus imobilizuotas fosfolipidines membranas (angl. tethered bilayer lipid membrane, tBLM). Pasitelkiant įvairius elektrocheminius ir spektroskopinius metodus bei tarptautinį bendradarbiavimą su kitomis laboratorijomis, šiame skyriuje tiriami baziniai gamtos mokslų uždaviniai bei vystomas tokių sistemų pritaikymas biomedicinoje, kuriant ultrajautrius biojutiklius įvairių endogeninių ir egzogeninių patogenų detekcijai.

Mūsų turimi ištekliai apima įvairius cheminius junginius savitvarkių molekulinių sistemų formavimui bei fosfolipidinių membranų kūrimui, plataus spektro elektrocheminę bei spektroskopinę įrangą, leidžiančią charaktrerizuoti tokias sistemas molekuliniame lygmenyje bei atlikti jautrią membranas pažeidžiančių agentų detekciją. Paviršių vizualizacijai sėkmingai naudojame fluorescencinę bei atominės jėgos mikroskopijas – turime tam tinkamą įrangą bei kompetencijas.

Pagrindinės publikacijos

2019 metai

Penkauskas T, Preta G., 2019. Biological applications of tethered bilayer lipid membran. Biochimie. 2019 Feb;157:131-141. doi: 10.1016/j.biochi.2018.11.011. Epub 2018 Nov 22. Review.  

2018 metai

Santos, A.L. and Preta, G., 2018. Lipids in the cell: organisation regulates function. Cellular and Molecular Life Sciences, pp.1-19.

Sabirovas, T., Valiūnienė, A. and Valincius, G., 2018. Mechanically Polished Titanium Surface for Immobilization of Hybrid Bilayer Membrane. Journal of The Electrochemical Society, 165(10), pp.G109-G115.

Gabriunaite, I., Valiūnienė, A. and Valincius, G., 2018. Formation and properties of phospholipid bilayers on fluorine doped tin oxide electrodes. Electrochimica Acta.

2017 metai

Ragaliauskas, T., Mickevicius, M., Rakovska, B., Penkauskas, T., Vanderah, D.J., Heinrich, F. and Valincius, G., 2017. Fast formation of low-defect-density tethered bilayers by fusion of multilamellar vesicles. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 1859(5), pp.669-678.

Preta, G., 2017. Understanding the Dr. Jekyll and Mr. Hyde nature of apoptosis-inducing factor: future perspectives. Biomedical journal, 40(4), pp.239-240.

Griffin S, Preta G, Sheldon IM. 2017. Inhibiting mevalonate pathway enzymes increases stromal cell resilience to a cholesterol-dependent cytolysin. Sci Rep. Dec 6;7(1):17050. doi: 10.1038/s41598-017-17138-y.

Dagys, M., Laurynėnas, A., Ratautas, D., Kulys, J., Vidžiūnaitė, R., Talaikis, M., Niaura, G., Marcinkevičienė, L., Meškys, R. and Shleev, S., 2017. Oxygen electroreduction catalysed by laccase wired to gold nanoparticles via the trinuclear copper cluster. Energy & Environmental Science, 10(2), pp.498-502.

2016 metai

Eicher-Lorka, O., Charkova, T., Matijoška, A., Kuodis, Z., Urbelis, G., Penkauskas, T., Mickevičius, M., Bulovas, A. and Valinčius, G., 2016. Cholesterol-based tethers and markers for model membranes investigation. Chemistry and physics of lipids, 195, pp.71-86.

Preta, G., Jankunec, M., Heinrich, F., Griffin, S., Sheldon, I.M. and Valincius, G., 2016. Tethered bilayer membranes as a complementary tool for functional and structural studies: The pyolysin case. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 1858(9), pp.2070-2080.

Talaikis, M., Eicher-Lorka, O., Valincius, G. and Niaura, G., 2016. Water-Induced Structural Changes in the Membrane-Anchoring Monolayers Revealed by Isotope-Edited SERS. The Journal of Physical Chemistry C, 120(39), pp.22489-22499.

Valincius, G., Mickevicius, M., Penkauskas, T. and Jankunec, M., 2016. Electrochemical Impedance Spectroscopy of Tethered Bilayer Membranes: An Effect of Heterogeneous Distribution of Defects in Membranes. Electrochimica Acta, 222, pp.904-913.

2015 metai

Rakovska, B., Ragaliauskas, T., Mickevicius, M., Jankunec, M., Niaura, G., Vanderah, D.J. and Valincius, G., 2015. Structure and function of the membrane anchoring self-assembled monolayers. Langmuir, 31(2), pp.846-857.

2014 metai

Ragaliauskas, T., Mickevicius, M., Budvytyte, R., Niaura, G., Carbonnier, B. and Valincius, G., 2014. Adsorption of β-amyloid oligomers on octadecanethiol monolayers. Journal of colloid and interface science, 425, pp.159-167.

2013 metai

Budvytyte, R., Mickevicius, M., Vanderah, D.J., Heinrich, F. and Valincius, G., 2013. Modification of tethered bilayers by phospholipid exchange with vesicles. Langmuir, 29(13), pp.4320-4327.

Budvytyte, R., Pleckaityte, M., Zvirbliene, A., Vanderah, D.J. and Valincius, G., 2013. Reconstitution of cholesterol-dependent vaginolysin into tethered phospholipid bilayers: Implications for bioanalysis. PloS one, 8(12), p.e82536.

Budvytyte, R., Valincius, G., Niaura, G., Voiciuk, V., Mickevicius, M., Chapman, H., Goh, H.Z., Shekhar, P., Heinrich, F., Shenoy, S. and Lösche, M., 2013. Structure and properties of tethered bilayer lipid membranes with unsaturated anchor molecules. Langmuir, 29(27), pp.8645-8656.

Projektai

Dabar vykdomi

Biosentox (Biologiniai sensoriai toksinų detekcijai), (2017 - 2019), UAB "Energenas"

Finansavimo šaltinis: Europos sąjungos investiciniai fondai, pagal priemonę "Intelektas. Bendri mokslo – verslo projektai"Intelektas. Bendri mokslo – verslo projektai"
Įgyvendinančioji institucija: Lietuvos verslo paramos agentūra (LVPA).

---

Neinvazinių metodų platforma sunkaus ūminio pankreatito (ŪP) ankstyvajai diagnostikai ir prognostikai, (2017 - 2021), dr. J. Razumienė.

Finansavimo šaltinis: Europos sąjungos investiciniai fondai, pagal priemonę "Tiksliniai moksliniai tyrimai sumanios specializacijos srityje"
Įgyvendinančioji institucija: Lietuvos mokslų taryba.

 

Pasibaigę

"Miniatiurizuoti fosfolipidiniai biojutikliai - "MiniFOB", (2013 - 2015), dr. G. Valinčius.

Finansavimo šaltinis: Europos sąjungos investiciniai fondai, pagal priemonę "Aukšto tarptautinio lygio mokslinių tyrimų skatinimas"Aukšto tarptautinio lygio mokslinių tyrimų skatinimas"
Įgyvendinančioji institucija: Europos socialinio fondo agentūra (ESFA).

---

Paviršiuje imobilizuotos bisluoksnės fosfolipidų membranos funkcionuojančių baltymų įterpimui, (2011 - 2012), dr. G. Valinčius.

Finansavimo šaltinis: mokslininkų grupių projektai
Įgyvendinančioji institucija: Lietuvos mokslų taryba.