Inteins: Expanding Biological Roles and Biotechnological Applications

内含子:扩大生物学作用和生物技术应用

基本信息

  • 批准号:
    10286202
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-01 至 2025-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTACT The long-term goals of this application are to better understand the biological importance of inteins as post- translational regulatory elements, their emerging role in pathogen stress response, and to harness the power of their unique chemistry to invent useful technologies for the biomedical research community. Inteins, or intervening proteins, are self-catalytic, mobile genetic elements removed from host genes through protein splicing. From the applied perspective, the ability of inteins to shuffle peptide bonds in highly specific ways has proven exceptionally useful in protein engineering, leading to the development of numerous technologies. While intein applications have dominated their investigation, and new intein-based technologies are developed frequently, the biological importance of inteins in nature is poorly understood. Inteins are abundant mobile genetic elements in the microbial world, found in approximately one-half of archaea and one-quarter of bacteria. Contrary to long-standing assumption that inteins are molecular parasites, mounting recent evidence suggests that some intein-containing proteins have evolved to couple splicing, and thus host protein activation, to environmental signals. This represents a novel and potentially widespread form of post-translational regulation. Further, given inteins are absent in humans and located within essential genes of several pathogens, understanding the environmental factors that regulate protein splicing inform possible antimicrobial development. We propose the following two aims, building upon recent discoveries, as well as expanding into new arenas. Aim 1 will for the first time investigate the role inteins play as nascent chains, broadly determining whether splicing is possible prior to release from the ribosome, as well as examining possible stress response strategies of bacterial and fungal pathogens. Aim 2 seeks to develop two novel intein-based technologies. First, a general strategy to improve expression of misfolding-prone proteins in bacteria and second, a zinc- controlled self-removing protein purification tag for use in both bacterial and mammalian systems. Through these Aims, this work will enhance our understanding of the roles these exciting and understudied elements play in nature, their role in pathogen stress response, and will lead to new intein-based technologies for protein engineering.
项目概要/摘要 该应用的长期目标是更好地了解内含肽作为后蛋白质的生物学重要性。 翻译调控元件,它们在病原体应激反应中的新兴作用,并利用其力量 利用其独特的化学特性为生物医学研究界发明有用的技术。内含子,或 干预蛋白是自催化的、可移动的遗传元件,通过蛋白质从宿主基因中去除 拼接。从应用的角度来看,内含肽以高度特异性的方式重组肽键的能力已经 事实证明,它在蛋白质工程中非常有用,导致了许多技术的发展。 虽然内含肽应用主导了他们的研究,并且开发了新的基于内含肽的技术 通常,人们对内含肽在自然界中的生物学重要性知之甚少。内含子具有丰富的可移动性 微生物世界中的遗传元素,存在于大约一半的古细菌和四分之一的古细菌中 细菌。与内含肽是分子寄生虫的长期假设相反,最近的证据越来越多 表明一些含内含肽的蛋白质已经进化为耦合剪接,从而激活宿主蛋白质, 环境信号。这代表了一种新颖且可能广泛传播的翻译后形式 规定。此外,给定的内含肽在人类中不存在,并且位于多种必需基因内 病原体,了解调节蛋白质剪接的环境因素为可能的抗菌药物提供信息 发展。 基于最近的发现并扩展到新的领域,我们提出以下两个目标。 目标 1 将首次研究内含肽作为新生链的作用,广泛确定是否 在从核糖体释放之前可以进行剪接,并检查可能的应激反应 细菌和真菌病原体的策略。目标 2 寻求开发两种新型的基于内含肽的技术。 首先,改善细菌中容易错误折叠的蛋白质表达的一般策略,其次是锌- 受控自移除蛋白质纯化标签,适用于细菌和哺乳动物系统。通过 这些目标,这项工作将增强我们对这些令人兴奋和未充分研究的元素的作用的理解 在自然界中发挥作用,它们在病原体应激反应中发挥作用,并将带来新的基于内含肽的蛋白质技术 工程。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Editorial: Genetically mobile elements repurposed by nature and biotechnologists.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Christopher William Lennon其他文献

Christopher William Lennon的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Christopher William Lennon', 18)}}的其他基金

Post-translational regulation of recombinase function by intein splicing
内含肽剪接对重组酶功能的翻译后调节
  • 批准号:
    9315001
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 39.92万
  • 项目类别:

相似国自然基金

嗜热古细菌淀粉普鲁兰酶双功能催化机制的解析与水解活性的定向进化
  • 批准号:
    31671801
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
古细菌CCC1家族铁/锰离子跨膜转运蛋白的结构生物学研究
  • 批准号:
    31200550
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
古细菌aDim2p、a/eIF2和核糖体30S亚基之间相互作用分子机制的初步研究
  • 批准号:
    31070659
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
嗜热古细菌麦芽糖基淀粉酶催化异黄酮转糖基化反应机理的研究
  • 批准号:
    31000760
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
古菌Sulfolobus tokodaii甘油醛脱氢酶及其对非磷酸化Entner-Doudoroff糖酵解代谢的调控机制
  • 批准号:
    30900039
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Modeling Product Selectivity in Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction Using Scaling Relationships
使用比例关系对电催化二氧化碳还原中的产物选择性进行建模
  • 批准号:
    10312421
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39.92万
  • 项目类别:
Modeling Product Selectivity in Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction Using Scaling Relationships
使用比例关系对电催化二氧化碳还原中的产物选择性进行建模
  • 批准号:
    10462533
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39.92万
  • 项目类别:
Analysis of regulatory networks in Salmonella pathogenesis.
沙门氏菌发病机制的调控网络分析。
  • 批准号:
    10468174
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.92万
  • 项目类别:
Analysis of regulatory networks in Salmonella pathogenesis.
沙门氏菌发病机制的调控网络分析。
  • 批准号:
    10678919
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.92万
  • 项目类别:
Analysis of regulatory networks in Salmonella pathogenesis.
沙门氏菌发病机制的调控网络分析。
  • 批准号:
    10262941
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.92万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了