Heme-Dependent Chemistry in Aromatic Oxidation
芳香族氧化中血红素依赖性化学
基本信息
- 批准号:10819008
- 负责人:
- 金额:$ 6.53万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-08-01 至 2026-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AcidsAffectAmino AcidsAnabolismAntibioticsAntineoplastic AgentsAromatic CompoundsBindingBiochemistryBiogenesisBiologicalBiological ProcessCatabolismCatalysisCationsChemicalsChemistryCrystallographyDevelopmentDioxygenasesDistalDrug DesignElectron Spin Resonance SpectroscopyEnvironmentEnzymesFamilyFundingGenerationsGeneticGoalsHealthHemeHemeproteinsHistidineHumanHydrogen PeroxideHydroxylationIn SituIsotope LabelingKineticsKnowledgeLeadLearningLigationMetabolismMixed Function OxygenasesMolecularMonitorNatural ProductsOutcomeOxidantsOxidation-ReductionOxygenOxygenasesParentsPathway interactionsPharmacologic SubstancePlayPorphyrinsProcessPropertyProtein EngineeringProteinsQuinonesReactionRegulationResearch Project GrantsRoentgen RaysRoleRotationSiteSourceSpecificitySpectrum AnalysisStructureSystemTemperatureTestingTimeTryptophanTyrosineVisitWorkanaloganti-cancerantimicrobial drugbasecatalystchemical reactioncofactordesigndopaquinonedrug developmentdrug discoveryenzyme mechanismheme ainsightmembermillisecondnatural antimicrobialnoveloxidationpyrrolinerecruitscaffoldsecondary metabolitestructural determinantsthioetherx-ray free-electron laser
项目摘要
Abstract of the Parent Research Project
Heme-containing enzymes are ubiquitous, contributing to various processes and catalyzing a vast array
of oxidative chemistries. Histidine-ligated heme enzymes, such as the heme-dependent aromatic
oxygenase (HDAO) superfamily, can use either molecular oxygen or hydrogen peroxide to oxidize their
substrates. What is currently not understood are the molecular factors that engender these enzymes with
their respective specificities, i.e., after generation of the critical active oxidant, how is a single reaction
type catalyzed? The answer to this question will broaden our fundamental understanding of enzyme
catalysis, de novo enzyme design, and protein engineering. This application focuses on the structural
and mechanistic characterization of three aromatic-oxidizing enzymes of the HDAO superfamily involved
in natural product and antimicrobial drug biosynthesis, including antibiotics with a pyrroline moiety or a
core quinone structure. These enzymes play essential roles in the biosynthetic pathway of secondary
metabolites found in many biologically active natural products and pharmaceutical lead compounds. Our
primary goal is to understand the key factors that govern their hydroxylation mechanisms and their
differing strategies to form oxidizing intermediates with these enzymes. We have utilized a broad
spectrum of approaches to probe the intricate molecular details of these enzyme mechanisms using
noncanonical amino acids, substrate analogs, time-resolved UV-vis and EPR spectroscopies, kinetics,
and isotope-labeling studies, and we have been successful in trapping on-pathway reaction
intermediates in crystallo. The proposed work will test our hypotheses regarding i) how the heme-based
oxidant is generated, ii) how oxygen is directed to the substrate, and iii) unravel the structural factors that
affect catalysis. The outcome of the proposed studies is an in-depth understanding of these three related
catalytic systems to aid the development of scaffolds for rational drug design and discovery processes.
家长研究项目摘要
含血红素的酶无处不在,有助于各种过程并催化大量的酶
氧化化学。组氨酸连接的血红素酶,例如血红素依赖性芳香酶
加氧酶(HDAO)超家族,可以使用分子氧或过氧化氢来氧化其
基材。目前尚不了解的是产生这些酶的分子因素
它们各自的特殊性,即在产生关键活性氧化剂后,单个反应如何
类型催化?这个问题的答案将拓宽我们对酶的基本理解
催化、从头酶设计和蛋白质工程。该应用程序侧重于结构
HDAO 超家族中三种芳香族氧化酶的作用机制及其表征
天然产物和抗菌药物生物合成,包括带有吡咯啉部分或
核心醌结构。这些酶在次级代谢产物的生物合成途径中发挥着重要作用。
在许多生物活性天然产物和药物先导化合物中发现的代谢物。我们的
主要目标是了解控制其羟基化机制的关键因素及其
用这些酶形成氧化中间体的不同策略。我们利用了广泛的
使用一系列方法来探测这些酶机制的复杂分子细节
非规范氨基酸、底物类似物、时间分辨紫外可见光谱和 EPR 光谱、动力学、
和同位素标记研究,我们已经成功捕获途径反应
晶体中间体。拟议的工作将测试我们的假设:i)基于血红素的
氧化剂的产生,ii) 氧气如何被引导至基材,以及 iii) 揭示产生氧化剂的结构因素
影响催化作用。拟议研究的结果是对这三个相关的深入了解
催化系统有助于开发合理的药物设计和发现过程的支架。
项目成果
期刊论文数量(37)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Radical Trapping Study of the Relaxation of bis-Fe(IV) MauG.
双-Fe(IV) MauG 弛豫的自由基捕获研究。
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Davis,Ian;Koto,Teruaki;Liu,Aimin
- 通讯作者:Liu,Aimin
Observing 3-hydroxyanthranilate-3,4-dioxygenase in action through a crystalline lens
通过晶状体观察 3-羟基邻氨基苯甲酸-3,4-双加氧酶的作用
- DOI:10.1073/pnas.2005327117
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang, Yifan;Liu, Kathy Fange;Yang, Yu;Davis, Ian;Liu, Aimin
- 通讯作者:Liu, Aimin
Probing Ligand Exchange in the P450 Enzyme CYP121 from Mycobacterium tuberculosis: Dynamic Equilibrium of the Distal Heme Ligand as a Function of pH and Temperature.
- DOI:10.1021/jacs.7b08911
- 发表时间:2017-12-06
- 期刊:
- 影响因子:15
- 作者:Fielding AJ;Dornevil K;Ma L;Davis I;Liu A
- 通讯作者:Liu A
Structural insights into the half-of-sites reactivity in homodimeric and homotetrameric metalloenzymes
- DOI:10.1016/j.cbpa.2023.102332
- 发表时间:2023-06-01
- 期刊:
- 影响因子:7.8
- 作者:Nguyen,Romie C.;Stagliano,Cassadee;Liu,Aimin
- 通讯作者:Liu,Aimin
What is the tryptophan kynurenine pathway and why is it important to neurotherapeutics?
- DOI:10.1586/14737175.2015.1049999
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:Davis I;Liu A
- 通讯作者:Liu A
{{
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 }}
Aimin Liu其他文献
Aimin Liu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('Aimin Liu', 18)}}的其他基金
Kynurenine metabolites and depression: An in vitro and ex vivo study
犬尿氨酸代谢与抑郁症:一项体外和离体研究
- 批准号:
9112097 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-Dependent Chemistry in Tyrosine Oxidation
酪氨酸氧化中血红素依赖性化学
- 批准号:
10799188 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-Dependent Chemistry in Tyrosine Oxidation
酪氨酸氧化中血红素依赖性化学
- 批准号:
10475429 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-Dependent Chemistry in Aromatic Oxidation
芳香族氧化中血红素依赖性化学
- 批准号:
10540085 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme and Protein Radical-Mediated Remote Enzyme Catalysis
血红素和蛋白质自由基介导的远程酶催化
- 批准号:
8761645 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-dependent chemistry in tyrosine oxidation: Diversity Supplement on 5R01GM108988-08 for supporting Samuel Montoya
酪氨酸氧化中的血红素依赖性化学:5R01GM108988-08 上的多样性补充,用于支持 Samuel Montoya
- 批准号:
10167195 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme and Protein Radical-Mediated Remote Enzyme Catalysis
血红素和蛋白质自由基介导的远程酶催化
- 批准号:
9249079 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-Dependent Chemistry in Tyrosine Oxidation
酪氨酸氧化中血红素依赖性化学
- 批准号:
10000928 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-Dependent Chemistry in Aromatic Oxidation
芳香族氧化中血红素依赖性化学
- 批准号:
10681493 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Heme-Dependent Chemistry in Tyrosine Oxidation
酪氨酸氧化中血红素依赖性化学
- 批准号:
10244951 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
相似国自然基金
低蛋白日粮脂肪和蛋白质互作影响氨基酸消化率的机制
- 批准号:32302793
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
孕期母体支链氨基酸代谢紊乱和子代支链氨基酸代谢酶基因遗传变异联合作用对儿童神经行为发育影响的队列研究
- 批准号:82373581
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
影响植物磷砷选择性吸收关键氨基酸位点的挖掘及分子机制研究
- 批准号:42307009
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
氨基酸多态性对代谢生成亚硝(酰)胺前体物的影响机理研究
- 批准号:22376114
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
3型鸭甲型肝炎病毒2C蛋白氨基酸位点变异对病毒致病性的影响及机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Isoform- and Sex-Specific Functions of CGRP in Gastrointestinal Motility
CGRP 在胃肠动力中的亚型和性别特异性功能
- 批准号:
10635765 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
The Role of Glycosyl Ceramides in Heart Failure and Recovery
糖基神经酰胺在心力衰竭和恢复中的作用
- 批准号:
10644874 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Spatio-temporal mechanistic modeling of whole-cell tumor metabolism
全细胞肿瘤代谢的时空机制模型
- 批准号:
10645919 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Protein tyrosine phosphatase non-receptor 14 in vascular stability and remodeling
蛋白酪氨酸磷酸酶非受体 14 在血管稳定性和重塑中的作用
- 批准号:
10660507 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别:
Arginyl-tRNA beyond translation: mechanism and regulation of protein arginylation
超越翻译的精氨酰-tRNA:蛋白质精氨酰化的机制和调控
- 批准号:
10711167 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.53万 - 项目类别: