Signal Propagation in Protein Allostery: Mechanism and Evolution
蛋白质变构中的信号传播:机制和进化
基本信息
- 批准号:9900030
- 负责人:
- 金额:$ 32.12万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-04-01 至 2022-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Allosteric RegulationAmino Acid SubstitutionBacteriaBacterial InfectionsBindingBiochemicalBiological ProcessBiologyBiotinCoupledCouplingDiseaseDistantDrug TargetingE coli birA proteinEngineeringEnzymesEscherichia coliEvolutionGene ExpressionGenetic ScreeningLigaseMalignant NeoplasmsMetabolismModelingMolecularMovementMycobacterium tuberculosisOrganismPathogenicityPathway AnalysisPharmaceutical PreparationsPopulationPost-Translational Protein ProcessingProcessProteinsResearchRoleSeriesSignal TransductionSiteStaphylococcus aureusStructureSystemTechnologyTestingThermodynamicsWorkX-Ray Crystallographybasebiophysical analysisbiophysical propertiescomputer studiescomputerized toolsdrug developmentfallsgene repressiongenetic corepressorimprovedinhibitor/antagonistinnovationinsightmicrobialmolecular dynamicsnervous system disordernovel strategiespathogenic bacteriapreservationprotein functionsmall moleculetooltransmission process
项目摘要
Project Summary/Abstract
Although its significance for biology has been recognized for more than a
century, the molecular mechanism of allostery remains the subject of intense research.
In allostery a signal from one site in a protein is transmitted to a second, often distant,
site to alter its function. The ensemble model provides a framework in which dynamic
and/or structural changes can contribute to allosteric regulation even within a single
protein. The challenge lies in deciphering which molecular processes are critical to signal
transmission. In this work we will investigate the allosteric mechanism in the Group II
Biotin Protein Ligase, E.coli BirA protein. We hypothesize that BirA allostery occurs
through direct coupling of dynamic changes in multiple loops to formation of residue
networks. We further hypothesize that this mechanism allowed for the evolution of
allostery while preserving an essential enzymatic function in post-translational biotin
addition. These hypotheses will be tested using integrated genetic screening, solution
biophysical measurements, x-ray crystallography, and molecular dynamics simulations.
The elucidation of how allostery works in BirA will improve our general understanding of
allosteric mechanisms and may prove useful for developing drugs that selectively target
specific microbial BPLs and for creating Biotin Protein Ligase-based technology tools.
项目概要/摘要
尽管它对生物学的重要性早已被认识到
二十世纪以来,变构的分子机制仍然是深入研究的课题。
在变构中,来自蛋白质中一个位点的信号被传递到通常较远的第二个位点,
网站改变其功能。集成模型提供了一个框架,其中动态
和/或结构变化即使在单个
蛋白质。挑战在于破译哪些分子过程对于信号至关重要
传播。在这项工作中,我们将研究第二组的变构机制
生物素蛋白连接酶,大肠杆菌 BirA 蛋白。我们假设发生了 BirA 变构
通过多个循环中的动态变化直接耦合到残留物的形成
网络。我们进一步假设这种机制允许进化
变构,同时保留翻译后生物素的基本酶促功能
添加。这些假设将使用综合遗传筛查、解决方案进行测试
生物物理测量、X 射线晶体学和分子动力学模拟。
阐明 BirA 变构如何运作将提高我们对
变构机制,可能有助于开发选择性靶向药物
特定的微生物 BPL 以及创建基于生物素蛋白连接酶的技术工具。
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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