Εργαστήριο Βιομοριακής Φυσικής

• Θερμοδυναμική Σταθερότητα Πρωτεϊνών  – Θερμοδυναμικές και Δομικές Μελέτες των Αλληλεπιδράσεων Πρωτεϊνών με άλλα Βιομόρια, Ιόντα, Μεμβράνες και Νανοσωματίδια

Με βάση πειράματα θερμικής και χημικής αποδιάταξης των πρωτεϊνικών μορίων σε διάλυμα και παράλληλη εφαρμογή θερμιδομετρικών, δομικών και φασματοσκοπικών τεχνικών υψηλής ακρίβειας, επιτυγχάνεται η μέτρηση της θερμοδυναμικής σταθερότητας (μεταβολή στην ελεύθερη ενέργεια  Gibbs) είτε ολόκληρων πρωτεϊνών ή δομικά αυτοτελών λειτουργικών περιοχών τους.  Μελετώνται οι επιμέρους συνεισφορές στη σταθερότητα από τα διαφορετικά δομικά στοιχεία του μορίου.  Επιτυγχάνεται η συστηματική διερεύνηση των επιπτώσεων στη σταθερότητα και τη λειτουργικότητα που προέρχονται από μεταλλάξεις καθώς και από συμπλοκοποιήσεις και προσδέσεις των πρωτεϊνών σε άλλα βιομόρια, νανοσωματίδια και πολυμερικές αλυσίδες ή ακόμη από παραμέτρους που αφορούν στο εξωτερικό περιβάλλον του μορίου.

Στο μέτωπο της πλέον εφαρμοσμένης έρευνας, μελετώνται πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις με πολυμερή, δενδριμερή, λιποσώματα, κυκλοδεξτρίνες και πολυμερικά νανοσωματίδια στα πλαίσια διεπιστημονικών προγραμμάτων που στοχεύουν στην ανάπτυξη καινοτόμων φορέων φαρμακευτικών και διαγνωστικών ουσιών. Μελετώνται επίσης συστηματικά οι επιπτώσεις υπερ-υψηλών πιέσεων σε μία σειρά πρωτεϊνικών μορίων ιδιαίτερα σημαντικών για τη βιομηχανία τροφίμων.

Ένα από τα σημαντικότερα προγράμματα του Εργαστηρίου Βιομοριακής Φυσικής αφορά σε βιοφυσικές και βιοχημικές μελέτες της πρωτεΐνης PLCζ, γνωστής και ως «σπερματικού παράγοντα».  Το ιδιαίτερα διεπιστημονικό πρόγραμμα αφορά στην κατανόηση των μηχανισμών εμβρυογένεσης και  στη θεραπευτική αντιμετώπιση μεγάλου αριθμού περιπτώσεων ανδρικής υπογονιμότητας.

Άλλα τρέχοντα προγράμματα περιλαμβάνουν τη μελέτη χιτινασών, πρωτεϊνών που προσδένονται σε μεταλλικά ιόντα καθώς και στις BRCT περιοχές των ανθρώπινων πρωτεϊνών BRCA1, BARD1 και 53BP1 και τον χαρακτηρισμό παθογόνων σημειακών μεταλλάξεων που σχετίζονται με τον κληρονομικό καρκίνο μαστού/ωοθηκών.

Στο μέτωπο της πλέον εφαρμοσμένης έρευνας, μελετώνται πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις με πολυμερή, δενδριμερή, λιποσώματα, κυκλοδεξτρίνες και πολυμερικά νανοσωματίδια στα πλαίσια διεπιστημονικών προγραμμάτων που στοχεύουν στην ανάπτυξη καινοτόμων φορέων φαρμακευτικών και διαγνωστικών ουσιών. Μελετώνται επίσης συστηματικά οι επιπτώσεις υπερ-υψηλών πιέσεων σε μία σειρά πρωτεϊνικών μορίων ιδιαίτερα σημαντικών για τη βιομηχανία τροφίμων.

•  Υγροκρυσταλλικά Υβριδικά Συστήματα με Προσμίξεις Νανοσωματιδίων

Παρασκευάζονται ομοιογενή μίγματα υγρών κρυστάλλων με νανοσωματίδια, Χρησιμοποιούνται σφαιρικές κβαντικές τελείες, νανοσωματίδια χρυσού, νανοδισκία, νανοσωλήνες άνθρακα και φύλλα γραφενίου. Τα νανοσωματίδια είναι επιφανειακά κατεργασμένα για ελεγχόμενη αλληλεπίδραση με το υγροκρυσταλλικό περιβάλλον.

Η αλληλεπίδραση των νανοσωματιδίων με τοπολογικές ατέλειες του πλέγματος παραλλάζει τις μηχανικές και οπτο-ηλεκτρονικές ιδιότητες του υγρού κρυστάλλου με τρόπο ώστε τα νέα υβριδικά υλικά να είναι ιδιαίτερα ελκυστικά για τη βιομηχανία οθονών και αισθητήρων. Μελετώνται υγροκρυσταλλικές φάσεις με ιδιαίτερα περίπλοκη μοριακή οργάνωση καθώς και οι μηχανισμοί σταθεροποίησής τους από τα νανοσωματίδια.  Μελετώνται εκτενώς μετατροπές φάσης και κρίσιμα φαινόμενα.

Η ελεγχόμενη αυτό-οργάνωση των νανοσωματιδίων στο εξαιρετικό ανισοτροπικό υγροκρυσταλλικό μέσο επιτυγχάνεται με βάση φαινόμενα διαχωρισμού φάσης σε διεπιφάνειες και περιοχές δομικά χαοτικές, πλούσιες σε τοπολογικές ατέλειες.  Αναπτύσσονται τρισδιάστατες «εξωτικές» υπερδομές με ιδιαίτερα αρχιτεκτονικά στοιχεία που επεκτείνονται σε αποστάσεις μεγαλύτερες από 100 μικρά.

• Χαρακτηρισμός συστημάτων αποδέσμευσης φαρμάκων

In vitro μελέτες ελεγχόμενης απoδέσμευσης δραστικών ουσιών από νανοσωματίδια και νανοσύνθετες μήτρες για διαφορετικές θεραπευτικές εφαρμογές.