Białka są fundamentalnymi składnikami żywych organizmów. Zrozumienie molekularnych podstaw funkcjonowania białek wymaga poznania ich struktury i dynamiki, a także związków struktury z dynamiką. Bardzo ważną metodą badania takich zagadnień jest analiza krajobrazu energii swobodnej. Struktura około 91% poznanych białek jest jednoznacznie określona przez ich pierwszorzędową, drugorzędową i trzeciorzędową formę, a krajobraz energii swobodnej z dużym powodzeniem może być wyznaczony doświadczalnie oraz teoretycznie (np. w symulacjach komputerowych). Jednakże badania ostatnich lat, w znacznej mierze także moje, pokazują, iż pozostałe 9% białek posiada nietrywialną topologię (tzn. są zapętlone): 1.5% takich białek posiada węzły oraz slipknoty, 5.5% lassa, natomiast 2% sploty. Standardowy opis konfiguracji przestrzennej (uwzględniający pierwszo-, drugo- i trzeciorzędową strukturę) takich zapętlonych białek okazuje się niewystarczający, a różne dotychczas wypracowane narzędzia i teorie wymagają istotnych modyfikacji i uwzględnienia istnienia nietrywialnej topologii.

Podczas mojego wykładu przedstawię opracowane metody do wyznaczenia nietrywialnych topologii na obiektach otwartych czyli białkach [1,2]. Podam kilka przykładów znaczenia nietrywialnych topologii dla funkcji biologicznej białek [3].

1.Topological knots and links in proteins, P. Dąbrowski-Tumański, J.I. Sułkowska
PNAS (2017): doi: 10.1073/pnas.1615862114
2. Conservation of complex knotting and slipknotting patterns in proteins, J.I. Sułkowska et al.,
PNAS (USA), (2012) 109(26): E1715-23.
3. Methyl Transfer by Substrate Signaling from a Knotted Protein Fold, T. Christian et al.
Nature Structural & Molecular Biology (2016) 23: 941-948.