MECHANISM OF ENERGY COUPLING BY DNA TOPOISOMERASE II

DNA 拓扑异构酶 II 的能量耦合机制

基本信息

项目摘要

The long-term objective of the work in this laboratory is to understand the detailed mechanisms of enzymes that use the chemical energy of nucleotide triphosphates to effect structural changes or movements of enzyme-bound DNA. This proposal addresses the mechanism of the type II DNA topoisomerase. More specifically, these studies are designed to understand how this enzyme utilizes ATP binding/hydrolysis to promote the transport of one DNA duplex through a transient, enzyme-mediated break in another. Apart from being mechanistically challenging and fascinating enzymes, type II topoisomerases are biologically and clinically important. These enzymes are essential in all known organisms and are thought to be required for chromatin condensation and the separation of intertwined chromosomes during both mitosis and meiosis. Through regulating the supercoiling of chromosomal DNA, their activity also affects cell growth and gene expression. They are the targets of a long and growing list of antitumor, antibiotic and anti-fungal drugs, and yet their mechanism of action is largely unknown. The proposed approach is to use a combination of rapid kinetic techniques, mutagenesis and protein chemistry. The single-turnover rates of ATP binding and hydrolysis, as well as DNA transport will be measured under a number of reaction conditions by rapid quench-flow. The mechanism by which phosphorylation of the enzyme increases the steady-state reaction rates will be determined. The comformational changes in the protein and protein-DNA complex that accompany ATP binding, ATP hydrolysis and product dissociation will be followed by stopped-flow fluorescence. Two different types of protein cross-linking experiments will be used to determine whether DNA is transported all the way through the enzyme. Studies on mutant/wild type topoisomerase heterodimers will indicate how the protein conformational changes drive DNA transport. Results from these studies will increase our knowledge of how proteins can couple chemical energy to mechanical work, how topoisomerases may be regulated in the cell, and how to better design topoisomerase II-targeting drugs.
该实验室工作的长期目标是了解 使用化学能的详细机制 核苷酸三磷酸盐以实现结构变化或运动 酶结合的DNA。 该提案解决了II型的机制 DNA拓扑异构酶。更具体地说,这些研究旨在 了解该酶如何利用ATP结合/水解来促进 将一个DNA双链体通过瞬态,酶介导的破裂运输 其他。 除了具有挑战性和迷人 酶,II型拓扑异构酶在生物学上和临床上都很重要。 这些酶在所有已知生物中都是必不可少的,被认为是 需要染色质凝结和交织在一起的分离 有丝分裂和减数分裂过程中的染色体。 通过调节 染色体DNA的超螺旋,它们的活性也会影响细胞生长 和基因表达。它们是漫长而又不断增长的列表的目标 抗肿瘤,抗生素和抗真菌药物,但它们的机制 动作在很大程度上是未知的。 建议的方法是结合快速动力学技术, 诱变和蛋白质化学。 ATP的单位转变率 结合和水解以及DNA转运将在A下测量 快速淬灭流的反应条件数量。该机制 酶的磷酸化增加了稳态反应速率 将确定。 蛋白质和 伴随ATP结合,ATP水解和产物的蛋白DNA复合物 离解会之后停止流量荧光。 两个不同 蛋白质交联实验的类型将用于确定 DNA是否一直通过酶运输。 研究 突变/野生型拓扑异构酶异二聚体将指示蛋白质如何 构象变化驱动DNA传输。这些研究的结果 将增加我们对蛋白质如何将化学能夫妇搭配到的了解 机械工作,如何在细胞中调节拓扑异构酶以及如何调节 更好地设计拓扑异构酶II靶向药物。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

JANET E. LINDSLEY的其他基金

CORE--METABOLOMICS
核心--代谢组学
  • 批准号:
    7025305
    7025305
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
A NOVEL GENETIC SELECTION FOR CHROMOSOME TRANSLOCATIONS
染色体易位的新型遗传选择
  • 批准号:
    6032517
    6032517
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
A NOVEL GENETIC SELECTION FOR CHROMOSOME TRANSLOCATIONS
染色体易位的新型遗传选择
  • 批准号:
    6343090
    6343090
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
A NOVEL GENETIC SELECTION FOR CHROMOSOME TRANSLOCATIONS
染色体易位的新型遗传选择
  • 批准号:
    6490214
    6490214
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
A NOVEL GENETIC SELECTION FOR CHROMOSOME TRANSLOCATIONS
染色体易位的新型遗传选择
  • 批准号:
    6627263
    6627263
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
MECHANISM OF ENERGY COUPLING BY DNA TOPOISOMERASE II
DNA 拓扑异构酶 II 的能量耦合机制
  • 批准号:
    6525822
    6525822
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
MECHANISM OF ENERGY COUPLING BY DNA TOPOISOMERASE II
DNA 拓扑异构酶 II 的能量耦合机制
  • 批准号:
    2189544
    2189544
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
MECHANISM OF ENERGY COUPLING BY DNA TOPOISOMERASE II
DNA 拓扑异构酶 II 的能量耦合机制
  • 批准号:
    2189545
    2189545
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
MECHANISM OF ENERGY COUPLING BY DNA TOPOISOMERASE II
DNA 拓扑异构酶 II 的能量耦合机制
  • 批准号:
    6179684
    6179684
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
MECHANISM OF ENERGY COUPLING BY DNA TOPOISOMERASE II
DNA 拓扑异构酶 II 的能量耦合机制
  • 批准号:
    2459536
    2459536
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:

相似国自然基金

天然沙门氏菌DNA回旋酶的制备及其分子识别机制研究
  • 批准号:
    32372447
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
建立以DNA回旋酶B亚基为靶点的抗结核药物筛选模型
  • 批准号:
    39970021
  • 批准年份:
    1999
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
DNA回旋酶A亚基和B亚基抑制剂模型的研究
  • 批准号:
    39370020
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    7.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
抗细菌抗生素的DNA回旋酶模型的研究
  • 批准号:
    39070013
  • 批准年份:
    1990
  • 资助金额:
    2.5 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

A Novel High-Throughput Exploration of DNA Supercoiling toward the Therapeutic Manipulation of Bacteria
DNA 超螺旋的新型高通量探索对细菌的治疗性操作
  • 批准号:
    10741397
    10741397
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
Biochemical Analysis of Type II DNA Topoisomerases
II 型 DNA 拓扑异构酶的生化分析
  • 批准号:
    7034652
    7034652
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
BIOCHEMICAL ANALYSES OF TYPE II DNA TOPOISOMERASES
II 型 DNA 拓扑异构酶的生化分析
  • 批准号:
    2759550
    2759550
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
Biochemical Analysis of Type II DNA Topoisomerases
II 型 DNA 拓扑异构酶的生化分析
  • 批准号:
    6852702
    6852702
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别:
BIOCHEMICAL ANALYSES OF TYPE II DNA TOPOISOMERASES
II 型 DNA 拓扑异构酶的生化分析
  • 批准号:
    6164266
    6164266
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 17.91万
    $ 17.91万
  • 项目类别: