Unraveling the dynamics that enable unusual heme enzyme reactivity
揭示血红素酶异常反应的动力学
基本信息
- 批准号:10670417
- 负责人:
- 金额:$ 36.85万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2027-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AnabolismAntibioticsBehaviorBiologicalBiotechnologyCell RespirationCommunicable DiseasesDevelopmentDiseaseEnzymesGoalsHealthHemeHumanHydroxylationImmune responseImmune systemLifeMedicineMetalsMethodologyMethodsOutcomePathway interactionsPharmacologic SubstanceProcessProductionReactionRegulationResearchRoleSignal TransductionSite-Directed MutagenesisSystemTherapeuticTimeVisualizationX-Ray Crystallographyanaloganti-cancer therapeuticbiochemical toolscancer therapycatalystcofactorcombatfascinatehormone biosynthesisinterestmetalloenzymenitrationstructural biology
项目摘要
ABSTRACT
Enzymes are crucial biological catalysts that expedite challenging reactions across all domains
of life. While the development of structural biology methods over the past century has enabled
visualization of these fascinating systems, our understanding of the dynamic processes that
facilitate enzyme reactivity remains limited due to the timescales on which they occur. The
overarching goal in my research group is to develop and apply time-resolved methods capable of
visualizing these processes to elucidate the mechanisms of metal-containing enzymes important
for human health and medicine. Heme-dependent enzymes are of particular interest due to their
role in aerobic metabolism ranging from signal transduction, antibiotic biosynthesis and immune
response. Despite sharing similar structural motifs and catalytic intermediates, heme-dependent
enzymes are capable of catalyzing a wide range of reactions beyond their archetypal
hydroxylation outcomes. This project aims to investigate the structural features and dynamic
behavior that enables this atypical reactivity from dioxygenation to nitration and beyond. In
particular, we plan to repurpose biochemical tools capable of pausing turnover, such as
substrate/cofactor analogs and site-directed mutagenesis, as well as apply state-of-the-art time-
resolved methods that my group is currently developing, to visualize short-lived catalytic
intermediates via a combination of X-ray crystallographic and spectroscopic approaches.
Although applied to specific systems herein, the proposed methodologies may have utility in the
study of heme-enzymes more broadly, as well as other metalloenzymes. Likewise, the anticipated
results have the potential to impact both biocatalysis and the downstream development of
biotechnologies and therapeutics in the treatment of cancers and infectious diseases.
抽象的
酶是至关重要的生物催化剂,可以加速所有领域的挑战性反应
的生活。虽然过去一个世纪结构生物学方法的发展使得
这些令人着迷的系统的可视化,我们对动态过程的理解
由于其发生的时间尺度,促进酶反应性仍然受到限制。这
我的研究小组的首要目标是开发和应用能够
可视化这些过程以阐明含金属酶的机制很重要
为了人类健康和医学。血红素依赖性酶由于其
在有氧代谢中的作用,包括信号转导、抗生素生物合成和免疫
回复。尽管具有相似的结构基序和催化中间体,但血红素依赖性
酶能够催化超出其原型的广泛反应
羟基化结果。该项目旨在研究结构特征和动态
这种行为使得这种非典型反应能够从双氧化到硝化等等。在
特别是,我们计划重新利用能够暂停周转的生化工具,例如
底物/辅因子类似物和定点诱变,以及应用最先进的时间-
解决了我的小组目前正在开发的方法,以可视化短暂的催化作用
通过 X 射线晶体学和光谱方法相结合的中间体。
尽管本文应用于特定系统,但是所提出的方法可以在以下方面有用:
更广泛地研究血红素酶以及其他金属酶。同样,预期的
结果有可能影响生物催化和下游发展
治疗癌症和传染病的生物技术和疗法。
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)
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 }}
Katherine Marie Davis其他文献
Katherine Marie Davis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('Katherine Marie Davis', 18)}}的其他基金
Unraveling the dynamics that enable unusual heme enzyme reactivity
揭示血红素酶异常反应的动力学
- 批准号:
10501336 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
Unraveling the dynamics that enable unusual heme enzyme reactivity
揭示血红素酶异常反应的动力学
- 批准号:
10810351 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
Unraveling the dynamics that enable unusual heme enzyme reactivity
揭示血红素酶异常反应的动力学
- 批准号:
10798604 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
相似国自然基金
人工甜味剂诱导蚯蚓肠道抗生素抗性基因的增长行为及微生物驱动机制
- 批准号:42307015
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
空间限域铁基MOFs衍生物强化污泥生物炭介导洞庭湖湿地沉积物中抗生素消减的行为机理研究
- 批准号:52379064
- 批准年份:2023
- 资助金额:51 万元
- 项目类别:面上项目
微塑料吸附对地表水中手性四环素类抗生素降解行为的影响机制
- 批准号:42307093
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于激子与载流子行为调控的共价有机框架材料光催化处理水体中的抗生素抗性细菌/基因的机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
负电荷辅助氢键作用下微塑料对抗生素的滞留行为研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Multiscale Modeling of B. Anthracis Surface Layer Assembly and Depolymerization by Nanobodies
纳米抗体对炭疽杆菌表面层组装和解聚的多尺度建模
- 批准号:
10432488 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
Development of NAD+ loaded nanoparticles as a safe and efficient strategy to combat sepsis.
开发负载 NAD 的纳米粒子作为对抗脓毒症的安全有效策略。
- 批准号:
10448923 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
Unraveling the dynamics that enable unusual heme enzyme reactivity
揭示血红素酶异常反应的动力学
- 批准号:
10501336 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
Unraveling the dynamics that enable unusual heme enzyme reactivity
揭示血红素酶异常反应的动力学
- 批准号:
10810351 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别:
Development of NAD+ loaded nanoparticles as a safe and efficient strategy to combat sepsis.
开发负载 NAD 的纳米粒子作为对抗脓毒症的安全有效策略。
- 批准号:
10612911 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 36.85万 - 项目类别: