Computer Simulation Studies of the Origin of DNA
DNA起源的计算机模拟研究
基本信息
- 批准号:6990383
- 负责人:
- 金额:$ 24.54万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2004
- 资助国家:美国
- 起止时间:2004-08-16 至 2008-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Understanding the origin of the fidelity of DNA polymerases is a problem of enormous practical and fundamental importance. Despite great experimental progress we still do not have a detailed molecular picture of the factors that control the fidelity. Here we propose to use computer simulation approaches to gain a deeper insight that will complement the experimental advances in the field. The following projects are proposed: (i) The relative stabilities of right (R) and wrong (W) primer-template base pairs will be investigated both in the protein (polymerase) and in aqueous solution. These studies will help to determine the contribution of the binding step to the overall fidelity. (ii) X-ray structures of various polymerase/ DNA complexes will be used as a starting point for calculations of the mechanisms and activation energies of the chemical step for incorporating right (R) and wrong (W) nucleotides. (iii) The binding free energy of the
transition state for R and W will be calculated. These calculations will be directly related to the corresponding overall fidelity. (iv) The reaction pathway and activation barriers in different conformational states of the pol b will be explored. This study will examine how the accommodation of W and R substrates in the nucleotide binding site are transmitted to the catalytic site. (v) The structures and energies of different TS-analogues (TSAs) will be used to refine the theoretical model of the TS. This study will also search for optimal TS-analogs
and eventually for effective drugs. (vi) Computer simulation approaches will be used to study the consequences of key modifications in the substrate and the catalytic metal ions. (vii) The contributions of different protein residues to the overall fidelity will be analyzed in different polymerases. All the proposed studies will involve constant feedback from the experimental counterparts of the project. We hope that this collaboration will help us to develop a more general and coherent view about the nature of DNA polymerase fidelity.
了解DNA聚合酶忠诚度的起源是一个巨大的实践和基本意义的问题。尽管实验进展很大,但我们仍然没有控制忠诚度的因素的详细分子图。在这里,我们建议使用计算机模拟方法获得更深入的见解,以补充该领域的实验进步。提出了以下项目:(i)将在蛋白质(聚合酶)和水溶液中研究正确(R)和错误(W)引物基底座对的相对稳定性。这些研究将有助于确定结合步骤对整体保真度的贡献。 (ii)各种聚合酶/ DNA复合物的X射线结构将用作计算化学步骤的机理和激活能的起点,用于掺入正确(R)和错误(W)核苷酸。 (iii)结合自由能的结合能
将计算R和W的过渡状态。这些计算将与相应的总体保真度直接相关。 (iv)将探索POL B不同构象状态中的反应途径和激活屏障。这项研究将研究核苷酸结合位点中W和R底物的适应性如何传输到催化位点。 (v)不同TS-Analogues(TSA)的结构和能量将用于完善TS的理论模型。这项研究还将搜索最佳的TS-Analogs
并最终用于有效的药物。 (VI)计算机模拟方法将用于研究底物和催化金属离子中关键修饰的后果。 (vii)将在不同的聚合酶中分析不同蛋白质残基对总体保真度的贡献。所有提出的研究将涉及该项目的实验对应物的持续反馈。我们希望这项合作将帮助我们对DNA聚合酶保真的性质提出更一般,更连贯的看法。
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)
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