Advancing our knowledge of viral membrane fusion and of IDP-membrane interactions by ESR

通过 ESR 增进我们对病毒膜融合和 IDP-膜相互作用的了解

基本信息

  • 批准号:
    10552109
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-02-01 至 2028-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

For many years Freed has pioneered the development of electron-spin resonance (ESR) methods for the study of proteins and their dynamical effects on membranes. The goal of this proposal is to use those ESR techniques to advance our knowledge of 1) viral membrane fusion and 2) Intrinsic Disordered Protein (IDP)-membrane interactions in conjunction with other biophysical methods. The ongoing COVID19 pandemic has unveiled how limited are our knowledge and methods to combat emerging infectious diseases caused by viral pathogens. A key step in SARS-CoV-2 (“SARS-2”) viral infection is membrane fusion initiated by its fusion peptide (FP) domain in its Spike protein. In fact, membrane fusion is key for all enveloped viruses such as SARS-CoV-1 (“SARS-1”), MERS-CoV, EBOV, influenza and HIV. However, the mechanism of viral membrane fusion is still unclear. We have extensively demonstrated that FP-induced membrane ordering is a prerequisite for viral membrane fusion in all these viruses. We have shown that membrane ordering for some viruses including SARS-1, MERS and EBOV is strongly Ca2+-dependent. Most recently we have shown that SARS-2 FP interacts with membranes more strongly than SARS-1, and it depends very specifically on Ca2+. However, the exact role of Ca2+, as well as the mechanism of membrane ordering are still unclear. The FP only initiates membrane fusion. We have proposed that the transmembrane domain (TMD) of influenza hemagglutinin is important for finalizing membrane fusion. However, this remains to be tested to see if it is applicable to SARS-2. Thus, we plan to continue studies of the mechanism of membrane fusion of SARS-2 as well as other Ca2+-dependent viruses. IDPs lack a stable tertiary structure in solution. After membrane binding, they can either undergo a disorder- to-order transition or still remain in the absence of a stable structure. The viral FPs are such examples. This IDP- membrane interaction localizes IDPs to their target membranes, facilitating interactions with other membrane proteins, and helping to remodel membrane properties. Understanding the structure/function relationships underlying IDP-membrane interactions is a significant challenge because of their highly variable and dynamic nature. We have been using complexin, a key exocytosis regulator related to neurodegeneration, as a model to delineate the IDP-membrane binding mode. We have found that complexins from different organisms have very different modes, which is likely to reflect their different biological functions. We plan to continue to study the membrane-binding C-terminal domain of complexins of several species to determine the mechanisms that govern complexin-membrane binding modes. These findings will be useful for human therapies. ESR is a powerful methodology to study the dynamic and structural properties of SARS FPs and other IDPs, as we have shown. We will employ our well-developed ESR methods to achieve these goals. This will be supplemented by other biophysical methods, including Isothermal Titration Calorimetry and Circular Dichroism.
多年来,Freed 一直致力于开发用于研究的电子自旋共振 (ESR) 方法 该提案的目标是使用这些 ESR 技术。 增进我们对 1) 病毒膜融合和 2) 内在无序蛋白 (IDP) 膜的了解 与其他生物物理方法相结合的相互作用。 持续不断的新冠病毒大流行揭示了我们的抗击知识和方法是多么有限 由病毒病原体引起的新发传染病。SARS-CoV-2(“SARS-2”)病毒感染的一个关键步骤是。 膜融合是由其 Spike 蛋白中的融合肽 (FP) 结构域引发的。 对于所有有包膜病毒(例如 SARS-CoV-1(“SARS-1”)、MERS-CoV、EBOV、流感和 HIV)来说都是关键。 病毒膜融合的机制目前还不清楚。我们已经大体证明了FP诱导的。 我们已经证明,膜排序是所有这些病毒中病毒膜融合的先决条件。 包括 SARS-1、MERS 和 EBOV 在内的一些病毒的膜排序强烈依赖于 Ca2+。 最近我们发现 SARS-2 FP 与膜的相互作用比 SARS-1 更强,这取决于 然而,Ca2+ 的确切作用以及膜排序机制是非常具体的。 仍不清楚 FP 仅启动膜融合。 流感血凝素的检测对于完成膜融合很重要,但这仍有待测试。 看看它是否适用于SARS-2 因此,我们计划继续研究膜融合的机制。 SARS-2 以及其他 Ca2+ 依赖性病毒。 IDP 在溶液中缺乏稳定的三级结构,在膜结合后,它们可能会发生紊乱。 病毒 FP 就是这样的例子。 膜相互作用将 IDP 定位到其目标膜,促进与其他膜的相互作用 蛋白质,并帮助重塑膜特性。 潜在的 IDP-膜相互作用是一个重大挑战,因为它们具有高度可变性和动态性 我们一直在使用复合蛋白(一种与神经退行性变相关的关键胞吐调节因子)作为模型。 描述 IDP 膜结合模式 我们发现来自不同生物体的络合蛋白具有很大的差异。 不同的模式,这很可能反映了它们不同的生物学功能,我们计划继续研究。 几个物种的复合蛋白的膜结合 C 端结构域,以确定其机制 这些发现将有助于人类治疗。 ESR 是研究 SARS FP 和其他 IDP 动态和结构特性的强大方法,如 我们已经表明,我们将采用我们成熟的 ESR 方法来实现这些目标。 辅以其他生物物理方法,包括等温滴定量热法和圆二色性。

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)

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

{{ 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 }}

Jack H Freed其他文献

Jack H Freed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('Jack H Freed', 18)}}的其他基金

Advancing our knowledge of viral membrane fusion and of IDP-membrane interactions by ESR
通过 ESR 增进我们对病毒膜融合和 IDP-膜相互作用的了解
  • 批准号:
    10798605
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
X/Q Band Pulsed ENDOR Spectrometer
X/Q 波段脉冲 ENDOR 光谱仪
  • 批准号:
    9074986
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
Supplement to NATIONAL CENTER FOR ADVANCED ESR TECHNOLOGY
国家先进 ESR 技术中心补充资料
  • 批准号:
    8417782
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
National Biomedical Center for Advanced ESR Technology (ACERT)
国家生物医学先进ESR技术中心(ACERT)
  • 批准号:
    9208899
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
DBPs for ACERT, 2017-2021 funding period
ACERT 的 DBP,2017-2021 年资助期
  • 批准号:
    10206167
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
National Biomedical Center for Advanced ESR Technology (ACERT)
国家生物医学先进ESR技术中心(ACERT)
  • 批准号:
    9931889
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
Training for ACERT, 2017-2021 funding period
ACERT 培训,2017-2021 年资助期
  • 批准号:
    10206161
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
National Center for Advanced ESR Techology (ACERT)
国家先进ESR技术中心 (ACERT)
  • 批准号:
    10206160
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
Collaboration/Service for ACERT, 2017-2021 funding period
ACERT 合作/服务,2017-2021 年资助期
  • 批准号:
    10206168
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
TR&D 2 for ACERT, 2017-2021 funding period
TR
  • 批准号:
    10206164
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:

相似国自然基金

帽结合蛋白(cap binding protein)调控乙烯信号转导的分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
利用分子装订二硫键新策略优化改造α-芋螺毒素的研究
  • 批准号:
    82104024
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CST蛋白复合体在端粒复制中对端粒酶移除与C链填补调控的分子机制研究
  • 批准号:
    31900521
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Wdr47蛋白在神经元极化中的功能及作用机理的研究
  • 批准号:
    31900503
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
ID1 (Inhibitor of DNA binding 1) 在口蹄疫病毒感染中作用机制的研究
  • 批准号:
    31672538
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Understand the molecular mechanism of age-associated decline in antiviral CD8 T cell immunity
了解与年龄相关的抗病毒 CD8 T 细胞免疫力下降的分子机制
  • 批准号:
    10726485
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
Characterization of seasonal CoV immunity and operationalization of a novel controlled human infection model for the betacoronavirus OC43
β冠状病毒 OC43 的季节性 CoV 免疫特征和新型受控人类感染模型的操作
  • 批准号:
    10663727
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
COVID-19: External Quality Assurance Program Oversight Laboratory (EQAPOL)
COVID-19:外部质量保证计划监督实验室 (EQAPOL)
  • 批准号:
    10930677
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
Development of MS2045 for inhibition of Zika methyltransferase
开发用于抑制寨卡病毒甲基转移酶的 MS2045
  • 批准号:
    10645958
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
High throughput antibody discovery against cell membrane bound target proteins using innovative MOD technology for direct screening in single-cell assays
使用创新的 MOD 技术发现针对细胞膜结合靶蛋白的高通量抗体,用于单细胞测定中的直接筛选
  • 批准号:
    10698891
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了