CYTOCHROME C BIOGENESIS

细胞色素 C 生物合成

基本信息

  • 批准号:
    8715815
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 34.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1994-09-01 至 2015-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Project Summary/Abstract Cytochromes are heme proteins essential for the aerobic and anaerobic growth of most organisms, including human pathogens. Recently it has become clear that dedicated assembly factors are crucial for cytochrome biogenesis. The biogenesis of c-type cytochromes occurs by one of three pathways, systems I, II, or III. System I has eight (CcmABCDEFGH) and system II has two (CcsBA) dedicated assembly factors (membrane proteins), while system III uses a single enzyme called cytochrome c heme lyase. Because only prokaryotes, plants, and protozoa use systems I and II, these pathways represent potential targets for antimicrobial agents. The c-type cytochromes possess heme that is covalently ligated to the apocytochrome at two cysteines. The cysteines and heme (to Fe2+) must be reduced for attachment to occur. Moreover, all cytochromes c are assembled and function outside of the inner membrane. This study examines how proteins in systems I and II deliver heme, synthesized inside the cell, and attach it to the secreted unfolded apocytochrome c. The proposal takes advantage of our previous success in purifying all proteins of systems I and II from recombinant Escherichia coli. For most of these purified components, endogenous heme has been trapped, facilitating analyses of heme transport, red-ox control, and attachment mechanisms. Three aims are proposed, the first two for system I, and the third for system II. System I is described in two steps. Step 1 is the CcmABCD-mediated synthesis and release of periplasmic holoCcmE (heme in the oxidized Fe3+ state). Aim 1 analyzes this step, establishing residues in CcmC and CcmE that directly interact with heme and the chemical mechanisms to form the oxidized holoCcmE. The holoCcmE release step is reconstituted with purified CcmABCDE proteins. Step 2, analyzed in Aim 2, includes the CcmF/H-mediated reduction of holoCcmE (to Fe2+) and ligation of this heme to apocytochrome. The mechanism of reduction in vivo (e.g., quinone-based) is analyzed, as well as residues in CcmF for interacting with CcmH, holoCcmE, and a novel b heme we discovered. Aim 3 analyzes the recombinant system II CcsBA integral membrane protein that we demonstrated has heme export and cytochrome c synthetase functions. The following hypothesis will be tested: CcsBA binds heme via two conserved histidines in a "channel" and protects the heme from oxidation as it moves to an external heme binding site. The external apocytochrome c binding site and attachment to heme will be studied in vitro. Prokaryotes have evolved hundreds of different cytochromes c, ranging from the mitochondrial-like cytochrome c with a single heme to extraordinary c-type cytochromes with over ten heme molecules attached to a single polypeptide. Results here will unravel the mechanisms underlying heme transport, heme red-ox control, and heme attachment to all prokaryotic and plant c-type cytochromes.
描述(由申请人提供): 项目摘要/摘要细胞色素是血红素蛋白,对于大多数生物体(包括人类病原体)的需氧和厌氧生长至关重要。最近,人们已经清楚,专用的组装因子对于细胞色素的生物合成至关重要。 c 型细胞色素的生物合成通过系统 I、II 或 III 三种途径之一发生。系统 I 有八个 (CcmABCDEFGH),系统 II 有两个 (CcsBA) 专用组装因子(膜蛋白),而系统 III 使用一种称为细胞色素 c 血红素裂解酶的酶。由于只有原核生物、植物和原生动物使用系统 I 和 II,因此这些途径代表了抗菌药物的潜在靶点。 c型细胞色素具有与脱辅基细胞色素在两个半胱氨酸处共价连接的血红素。半胱氨酸和血红素(至 Fe2+)必须被还原才能发生附着。此外,所有细胞色素 c 在内膜外组装并发挥作用。这项研究探讨了系统 I 和 II 中的蛋白质如何传递细胞内合成的血红素,并将其附着到分泌的未折叠脱辅基细胞色素 c 上。该提案利用了我们之前从重组大肠杆菌中纯化系统 I 和 II 的所有蛋白质的成功经验。对于大多数这些纯化成分,内源血红素已被捕获,有助于血红素运输、氧化还原控制和附着机制的分析。提出了三个目标,前两个目标针对系统 I,第三个目标针对系统 II。系统 I 分两步描述。步骤 1 是 CcmABCD 介导的周质 HoloCcmE(氧化 Fe3+ 状态的血红素)的合成和释放。目标 1 分析此步骤,确定 CcmC 和 CcmE 中直接与血红素相互作用的残基以及形成氧化 HoloCcmE 的化学机制。 HoloCcmE 释放步骤用纯化的 CcmABCDE 蛋白重建。目标 2 中分析的步骤 2 包括 CcmF/H 介导的 holoCcmE 还原(至 Fe2+)以及该血红素与脱辅基细胞色素的连接。分析了体内还原机制(例如基于醌的还原),以及 CcmF 中与 CcmH、holoCcmE 和我们发现的新型 b 血红素相互作用的残基。目标 3 分析重组系统 II CcsBA 整合膜蛋白,我们证明该蛋白具有血红素输出和细胞色素 c 合成酶功能。将测试以下假设:CcsBA 通过“通道”中的两个保守组氨酸结合血红素,并在血红素移动到外部血红素结合位点时保护血红素免受氧化。将在体外研究外部脱辅基细胞色素 c 结合位点和与血红素的附着。原核生物已经进化出数百种不同的细胞色素 c,范围从具有单个血红素的线粒体样细胞色素 c 到具有十多个血红素分子附着在单个多肽上的非凡的 c 型细胞色素。这里的结果将揭示血红素运输、血红素氧化还原控制以及血红素与所有原核和植物 c 型细胞色素的附着的潜在机制。

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 }}

Robert G. Kranz其他文献

Ammonia-constitutive nitrogen fixation mutants of Rhodobacter capsulatus.
荚膜红杆菌的氨组成型固氮突变体。
  • DOI:
    10.1016/0378-1119(88)90078-9
  • 发表时间:
    1988-11-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Robert G. Kranz;Robert Haselkorn
  • 通讯作者:
    Robert Haselkorn
The temperature-sensitive growth and survival phenotypes of Escherichia coli cydDC and cydAB strains are due to deficiencies in cytochrome bd and are corrected by exogenous catalase and reducing agents
大肠杆菌 cydDC 和 cydAB 菌株的温度敏感生长和存活表型是由于细胞色素 bd 缺陷所致,并可通过外源过氧化氢酶和还原剂纠正
  • DOI:
    10.1128/jb.178.21.6348-6351.1996
  • 发表时间:
    1996-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Barry S. Goldman;K. Gabbert;Robert G. Kranz
  • 通讯作者:
    Robert G. Kranz
Analysis of the fnrL gene and its function in Rhodobacter capsulatus
荚膜红杆菌fnrL基因及其功能分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    1997
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    J. Zeilstra;K. Gabbert;N. J. Mouncey;Samuel Kaplan;Robert G. Kranz
  • 通讯作者:
    Robert G. Kranz
A bacterial ATP-dependent, enhancer binding protein that activates the housekeeping RNA polymerase.
一种细菌 ATP 依赖性增强子结合蛋白,可激活管家 RNA 聚合酶。
  • DOI:
    10.1101/gad.12.12.1884
  • 发表时间:
    1998-06-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.5
  • 作者:
    William C. Bowman;Robert G. Kranz
  • 通讯作者:
    Robert G. Kranz
Polyhydroxyalkanoate production in Rhodobacter capsulatus: genes, mutants, expression, and physiology
荚膜红杆菌中聚羟基脂肪酸酯的生产:基因、突变体、表达和生理学
  • DOI:
    10.1128/aem.63.8.3003-3009.1997
  • 发表时间:
    1997-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Robert G. Kranz;K. Gabbert;Terry A. Locke;M. Madigan
  • 通讯作者:
    M. Madigan

Robert G. Kranz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('Robert G. Kranz', 18)}}的其他基金

HTS for Cytochrome C Synthesis Pathways
用于细胞色素 C 合成途径的 HTS
  • 批准号:
    7425758
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
HTS for Cytochrome C Synthesis Pathways
用于细胞色素 C 合成途径的 HTS
  • 批准号:
    8191269
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
CYTOCHROME C BIOGENESIS
细胞色素 C 生物合成
  • 批准号:
    8107398
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Cytochrome c biogenesis
细胞色素c生物合成
  • 批准号:
    6663173
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
CYTOCHROME C BIOGENESIS
细胞色素 C 生物合成
  • 批准号:
    8518353
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Cytochrome C biogenesis
细胞色素C生物合成
  • 批准号:
    9983433
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Cytochrome c biogenesis
细胞色素c生物合成
  • 批准号:
    6860161
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
MOLECULAR GENETIC ANALYSES OF CYTOCHROMES C BIOGENESIS
细胞色素 C 生物发生的分子遗传学分析
  • 批准号:
    2185326
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
CYTOCHROME C BIOGENESIS--A NEW BIOSYNTHETIC PATHWAY
细胞色素C生物合成--新的生物合成途径
  • 批准号:
    6180313
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Cytochrome c biogenesis
细胞色素c生物合成
  • 批准号:
    6546941
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于PXDN-周细胞-血管渗漏轴探讨有氧运动改善肺血管重构机制研究
  • 批准号:
    82370422
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
代谢产物丁酸介导的PKM2乳酸化修饰调控小胶质细胞极化参与有氧运动发挥脑梗死后神经保护作用的机制研究
  • 批准号:
    82302861
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
有氧运动依赖ABCG1调节的GSK-3β/Nrf2/ARE抗氧化机制预防化疗药物5氟尿嘧啶诱导的血管内皮损伤机制探索
  • 批准号:
    82360608
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
NEDD4介导IGFBP7泛素化参与有氧运动抑制泛凋亡改善心肌缺血再灌注损伤的机制研究
  • 批准号:
    82302873
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
有氧康复运动抑制心外膜脂肪组织Th17细胞分化改善HFpEF所致心房颤动实验研究
  • 批准号:
    82372581
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Biomarkers to Track Effective Interventions that Delay Dementia Onset in Participants of the "Risk Reduction for Alzheimer's Disease (rrAD)" Trial
用于追踪“阿尔茨海默病 (rrAD) 风险降低”试验参与者延迟痴呆发作的有效干预措施的生物标志物
  • 批准号:
    10746197
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Examining the Persistence of Neurocognitive Benefits of Exercise
检查运动对神经认知的益处的持久性
  • 批准号:
    10719280
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Targeting the RNA modifying enzyme ALKBH5 in Medulloblastoma
靶向髓母细胞瘤中的 RNA 修饰酶 ALKBH5
  • 批准号:
    10747017
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Localized mitochondrial metabolic activity in Xenopus mesendoderm cells undergoing collective cell migration
爪蟾中内胚层细胞集体细胞迁移的局部线粒体代谢活性
  • 批准号:
    10751722
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
Pyruvate Dehydrogenase Complex Activation as a Strategy to Ameliorate Metabolic Disease
丙酮酸脱氢酶复合物激活作为改善代谢疾病的策略
  • 批准号:
    10795189
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.2万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了