prof. dr hab. Ryszard Stolarski

Tematyka badawcza

Zagadnienia strukturalne, dynamika i termodynamika specyficznych oddziaływań międzycząsteczkowych biomolekuł: białka, oligomery DNA i RNA, w tym 5'-końce mRNA (cap), nukleozydy, nukleotydy, oraz zależność między właściwościami fizykochemicznymi i aktywnością biologiczną cząsteczek. Metody badawcze: spektroskopia molekularna (NMR, fluorescencja), symulacje dynamiki molekularnej (MD).
Osiągnięcia badawcze:
(a) opracowanie dynamicznego modelu oddziaływań analogów końców mRNA 5' kap z jądrowym kompleksem białkowym CBC o szerokim spectrum działania w procesach związanych z ekspresja genu;
(b) opracowanie metodologii dokładnego określania struktur w roztworze krótkich helis DNA na podstawie danych NMR i symulacji dynamiki molekularnej z więzami (rMD);
(c) odkrycie przesunięcia równowagi tautomerycznej w promutagennej N6-metoksy-adenozynie wskutek tworzenia związanych wodorowo asocjatów z zasadami komplementarnymi, i wymiany protonów wewnątrz tych asocjatów - zjawiska o istotnym znaczeniu dla mutagenezy spontanicznej i indukowanej chemicznie;
(d) ilościowe wyznaczenie konformacji wokół wiązania glikozydowego w nukleozydach i nukleotydach purynowych i wyjaśnienie rozbieżności w wynikach różnych metod dotychczas stosowanych;
(e) zbadanie wymogów strukturalnych szeregu enzymów szlaków metabolicznych w stosunku do pochodnych nukleozydów i nukleotydów o potencjalnym znaczeniu antywirusowym i antynowotworowym.

Doświadczenie zawodowe

Wybrane publikacje

1. Jasiński M., Kulik M., Wojciechowska M., Stolarski R., Trylska J.: Interactions of 2'-O-methyl oligoribonucleotides with the RNA models of the 30S subunit A-site, PLOS ONE, 2018 (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0191138).
2. Kasprzyk R., Kowalska J., Wieczorek Z., Szabelski M., Stolarski R., Jemielity J.: Acetylpyrene-labelled 7-methylguanine nucleotides: unusual fluoresence properties and application to decapping scavanger activity monitoring, Organic & Biomolecular Chemistry 14, 3863-3868, 2016 (DOI: 10.1039/c6ob00419a).
3. Modrak-Wójcik A., Wisniewska M., Stolarski R.: Bis-ANS as a tool to monitor conformational changes upon assembly of binary and ternary complexes of eIF4E, 4E-BP1 inhibitory protein, and the mRNA 5' cap, Protein Science 24 (S1), 171-172, 2015.
4. Modrak-Wojcik A., Gorka M., Niedzwiecka K. Zdanowski K., Zuberek J., Niedzwiecka A., Stolarski R.: Eukaryotic translation initiation is controlled by cooperativity effects within ternary complexes of 4E-BP1, eIF4E, and the mRNA 5' cap, FEBS Letters 587, 3928-3934, 2013.
5. Liu, W., Jankowska-Anyszka, M., Piecyk, K., Dickson, L., Wallace, A., Niedźwiecka, A., Stępiński, J., Stolarski, R., Darżynkiewicz, E., Kieft, J., R. Zhao, R., Jones, D.N.M., Davis, R.E.: Structural Basis for Nematode eIF4E binding an m2,2,7G-Cap and its implications for translation initiation, Nucleic Acids Research 39, 8820-8832, 2011.
6. Kiraga-Motoszko, K., Niedzwiecka, A. Modrak-Wojcik, A., Stepinski, J., Darzynkiewicz, E., Stolarski, R.: Thermodynamics of molecular recognition of mRNA 5' cap by yeast eukaryotic initiation factor 4E, Journal of Physical Chemistry B 115, 8746-8754, 2011.
7. Ruszczynska-Bartnik K, Maciejczyk M, R. Stolarski: Dynamical insight into Caenorhabditis elegans eIF4E recognition specificity for mono- and trimethylated structures of mRNA 5' cap, Journal of Molecular Modeling 17, 727-737, 2011.
8. Worch R., Jankowska-Anyszka M., Niedzwiecka A., Stepinski J., Mazza C., Darzynkiewicz E., Cusack S., Stolarski R.: Diverse role of three tyrosines in binding of the RNA 5' cap to the human nuclear cap binding complex, Journal of Molecular Biology 385, 618-627, 2009.
9. Worch, R. Stolarski, R.: Stacking efficiency and flexibility analysis of aromatic amino acids in cap-binding proteins, Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 71, 2026-2037, 2008.
10. Rutkowska-Włodarczyk, I., Stępiński, J., Dadlez, M., Darżynkiewicz, E., Stolarski, R., Niedźwiecka A.: Structural changes of eIF4E upon binding to the mRNA 5'monomethylguanosine and trimethylguanosine cap, Biochemistry 47, 2710-2720, 2008.
11. Niedzwiecka, A.,Stępiński, J., Antosiewicz, J.M., Darżynkiewicz, E., Stolarski R.: Biophysical approach to studies of cap-eIF4E interaction by synthetic cap analogs, Methods in Enzymology 430, 209-245, 2007.
12. Grudzień-Nogalska, E., Stępiński, J., Jemielity, J., Żuberek, J.,Stolarski, R., Rhoads, R.E., Darżynkiewicz E.: synthesis of anti-reverse cap analogs (ARCAs) and their applications in mRNA translation and stability, Methods in Enzymology 431, 203-227, 2007.
13. Kałek, M., Jemielity, J., Darżynkiewicz, Z.M., Bojarska, E., Stępiński, J., Stolarski, R., Davis, R.E., Rhoads, R.E., Darżynkiewicz E.: Enzymatically stable 5' mRNA cap analogs: synthesis and binding studies with human DcpS decapping enzyme, Bioorganic & Medicinal Chemistry 14, 3223-3230, 2006.
14. Westman, B., Beeren, L., Grudzień, E., Stępiński, J., Worch, R., Żuberek, J., Jemielity, J., Stolarski, R., Darżynkiewicz, E., Rhoads, R.E., Preiss, T.: The antiviral drug ribavirin does not mimic the 7-methylguanine moiety of the mRNA cao structure in vitro, RNA 11, 1505-1513, 2005.
15. Worch, R., Niedzwiecka, A., Stepinski, J., Mazza, C., Jankowska-Anyszka, M., Darzynkiewicz, E., Cusack, S. and Stolarski, R.: Specificity of recognition of mRNA 5' cap by human nuclear cap-binding complex. RNA 11, 1355-1363, 2005.
16. Niedzwiecka, A., Darzynkiewicz, E., and Stolarski, R.: Thermodynamics and conformational changes related to binding of eIF4E protein to mRNA 5' cap. Journal of Physics: Condensed Matter 17, S1483-1495, 2005
17. Niedzwiecka, A., Darzynkiewicz, E., and Stolarski, R.: Thermodynamics of mRNA 5' Cap Binding by Eukaryotic Translation Initiation Factor eIF4E. Biochemistry 43, 13305-13317, 2004.
18. Grudzien, E., Stepinski, J., Jankowska-Anyszka, M., Stolarski, R., Darzynkiewicz, E., and Rhoads, R.E.: Novel Cap Analogs for in vitro Synthesis of mRNAs with High Translational Efficiency. RNA 10, 1479-1487, 2004
19. Zuberek, J. Jemielity, J., Jablonowska, A., Stepinski, J., Dadlez, M., Stolarski, R., and Darzynkiewicz, E.: Influence of Electric Charge Variation at Residues 209 and 159 on the Interaction of eIF4E with the mRNA 5' Terminus. Biochemistry 43, 5370-5379, 2004
20. Lewdorowicz, M., Yoffe, Y., Zuberek, J., Jemielity, J., Stepinski, J., Kierzek, R., Stolarski, R., Shapira, M., and Darzynkiewicz, E.: Chemical Synthesis and binding activity of the trypanosomatid cap-4 structure. RNA 10, 1469-1478, 2004
21. Stolarski R.: Thermodynamics of Specific protein-RNA interactions. Acta Biochimica Polonica 50, 297-318, 2003
22. Zuberek, J., Wyslouch-Cieszynska, A., Niedzwiecka, A., Dadlez, M., Stepinski, J., Augustyniak, W., Gingras, A.-C., Zhang, Z., Burley, S.K., Sonenberg, N., Stolarski, R., and Darzynkiewicz E. : Phosphorylation of eIF4E Attenuates Its Interaction with mRNA 5' Cap Analogs by Electrostatic Repulsion: Intein-mediated Protein Ligation Strategy to Obtain Phosphorylated Protein. RNA 9, 52-61, 2003
23. Jemielity, J.,Fowler, T., Zuberek, Stepinski, J., Lewdorowicz, M., Niedzwiecka, A., Stolarski, R., Darzynkiewicz, E., and Rhoads, R.E. : Novel "Anti-Reverse" Cap Analogs with Superior Translational Properties. RNA 9, 1108-1122, 2003
24. Ruszczynska, K., Kamienska-Trela, K., Wojcik, J. Stepinski, J., Darzynkiewicz, E., and Stolarski, R.: Charge Distribution in 7-Methylguanine Regarding Cation-pi Interaction with Protein Factor eIF4E. Biophysical Journal 85, 1450-1456, 2003
25. Niedzwiecka, A., Stepinski, J., Darzynkiewicz, E., Sonenberg, N., and Stolarski, R.: Positive heat capacity change upon specific binding of translation initiation factor eIF4E to mRNA 5' cap. Biochemistry 41 (40):12140-12148, 2002.
26. Niedzwiecka, A., Marcotrigiano, J., Stepinski, J., Jankowska-Anyszka, M., Wyslouch- Cieszynska, A., Dadlez, M., Gingras, A.-C., Mak, P., Darzynkiewicz, E., Sonenberg, N., Burley, S.K. & Stolarski, R.: Biophysical Studies of eIF4E cap-Binding Protein: Recognition of mRNA 5' cap Structure and Synthetic Fragments of eIF4G and 4E-BP1 Proteins, Journal of Molecular Biology 319, 615-635, 2002
27. Stępiński, J., Waddell, C., Stolarski, R., Darżynkiewicz, E. & Rhoads, R.E.: Synthesis and Properties of mRNAs Containing the Novel "Anti-Reverse" cap Analogs 7-methyl(3'-O-methyl)GpppG and 7-methyl(3'-deoxy)GpppG, RNA 7, 1486-1495, 2001
28. Cai, A., Jankowska-Anyszka, M., Centers, A., Chlebicka, L., Stępiński, J., Stolarski, R., Darżynkiewicz, E. & Rhoads, R.E.: Quantitative Assessment of mRNA cap Analogs as Inhibitors of in vitro Translation, Biochemistry 38, 8538-8547, 1999
29. Jankowska-Anyszka, M., Lamphear, B.J., Aamodt, E.J., Harrington, T., Darżynkiewicz, E., Stolarski, R. & Rhoads, R.E.: Multiple Isoforms of Eukaryotic Protein Synthesis Initiation Factor 4E in Caenorhabditis elegans Can Distinguish between Mono- and Trimethylated mRNA cap Structures, Journal of Biological Chemistry 273, 10538-10542, 1998
30. Wieczorek, Z., Zdanowski, K., Chlebicka, L., Stępiński, J., Jankowska, M., Kierdaszuk, B., Temeriusz, A., Darżynkiewicz, E. & Stolarski, R., Fluorescence and NMR studies of intramolecular stacking of mRNA cap-analogues, Biochim.Biophys. Acta 1354, 145-152, 1997
31. Stolarski, R., Sitek, A., Stępiński, J., Jankowska, M., Oksman, P., Temeriusz, A., Darżynkiewicz, E., & Shugar, D., 1H-NMR studies on association of mRNA cap-analogues with tryptophan-containing peptides, Biochim. Biophys. Acta 1293, 97-105, 1996
32. Joshi, B., Cai, B.D. Keiper, A.-L., Minich, W.B., Mendez, R., Beach, C.M., Stępiński, J., Stolarski, R., Darżynkiewicz, E., Rhoads, R.E.: Phosphorylation of eukaryotic protein synthesis initiation factor 4E at Ser-209, Journal of Biological Chemistry 270, 14597-14603, 1995.
33. Birnbaum, K.B., Stolarski, R. & Shugar, D., Structure and Conformation of the Cyclic Phosphate of Ganciclovir, a Broad Spectrum Antiviral Agent, Biochim. Bophys. Acta 1200, 55-63, 1994
34. Stolarski, R., Egan, W. & James, T.L., Solution Structure of the EcoRI DNA Octamer Containing 5-Fluorouracil via Restrained Molecular Dynamics Using Distance and Torsion Angle Constraints Extracted from NMR Spectral Simulations, Biochemistry 31, 7027-7042, 1992
35. Stolarski, R., Kierdaszuk, B., Hagberg, C.E. & Shugar, D., Mechanism of Hydroxylamine Mutagenesis: Tautomeric Shift and Proton Exchange between the Promutagen N6-Methoxyadenosine and Cytidine, Biochemistry 26: 4332-4337, 1987
36. Stolarski, R., Buck, F., Fera, B. & Ruterjans, H., One- and Two-Dimensional 1H-NMR Investigations of Two 19-Base-Pair Analogues of the tet Operator, Eur. J. Biochem. 169, 603-609, 1987
37. Stolarski, R., Hagberg, C.E. & Shugar, D., Studies on the Dynamic Syn-Anti Equilibrium in Purine Nucleosides and Nucleotides with the Aid of 1H and 13C NMR Spectroscopy, Eur. J. Biochem. 138, 187, 192, 1984
38. Stolarski, R., Pohorille, A., Dudycz, L. & Shugar, D., Comparison of Theoretical and Experimental Approaches to Determination of Conformation of Nucleosides about Glycosidic Bond, Biochim. Biophys. Acta 610, 1-19, 1980

Udział w projektach

Inicjacja translacji: biofizyka oddziaływań białek i mRNA