Imaging protein synthesis on the ribosome using single-molecule FRET

使用单分子 FRET 对核糖体上的蛋白质合成进行成像

基本信息

  • 批准号:
    7496916
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-09-29 至 2011-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The principal component of the translation machinery, and the integration point for regulation of protein synthesis is the ribosome, a two-subunit, RNA-protein enzyme. In concert with RNA and protein translation factors, the ribosome converts messenger RNA (mRNA) into a specific protein sequence. Translation is highly regulated in normal cell physiology; loss of translation control is a key determinant of cell growth in the cancerous state. Translation is also targeted by a broad array of clinically useful therapeutic compounds important for the treatment of infectious diseases. Recent breakthroughs in structural biology have yielded spectacular snapshot images of the ribosome and its components. These data provide the foundation for a much needed physical framework upon which genetic, biochemical and biophysical investigations of ribosome function must be reconciled. To this end, we propose to study the mechanism of tRNA selection and translocation processes on the single-molecule scale. The hypothesis central to the proposed research is that translation fidelity stems from conformational changes within the ribosome that are triggered by its interaction with tRNA and translation factors. Using state-of-the-art Total Internal Reflection Fluorescence techniques we will extract the global and microscopic rate constants of the dynamic structural changes of the translation machinery from high-spatial and -time resolution distance measurements. These data, unobtainable in ensemble studies, will aid in the elucidation of the basic translation mechanism. They will serve as a platform for the investigation of translational regulation mechanisms within the cell, and for screening novel compounds which affect specific aspects of ribosome function. To test our hypothesis, we will probe the tRNA selection and translocation mechanisms using single-molecule FRET (smFRET) as a tool to make direct measurements of the dynamic, structural processes within the functioning ribosome in a reconstituted translation extract. Specifically, we propose: AIM 1] Measure the order and timing of tRNA motions on the ribosome during Elongation Factor-Tu (EF-Tu)-mediated tRNA selection and Elongation Factor-G (EF-G)-dependent translocation. AIM 2] Determine how movements and conformational changes of EF- Tu, and EF-G relate to the mechanisms of aa-tRNA selection and translocation, respectively. AIM 3] Delineate the influence of conformational changes of the ribosome during protein synthesis on the motions of tRNA during tRNA selection and translocation. The instruments and methodologies developed through this research may also be applicable to investigations of other molecular assemblies where compositional and conformational processes play a role in biological function.
描述(由申请人提供):翻译机械的主要成分,蛋白质合成调节的集成点是核糖体,一种两亚基的RNA蛋白质酶。与RNA和蛋白质翻译因子一致,核糖体将信使RNA(mRNA)转化为特定的蛋白质序列。在正常细胞生理学中,翻译受到高度调节。翻译控制的丧失是癌状态细胞生长的关键决定因素。翻译也是针对多种临床上有用的治疗化合物,对治疗传染病很重要。结构生物学的最新突破产生了核糖体及其成分的壮观快照图像。这些数据为急需的物理框架提供了基础,必须对核糖体功能进行遗传,生化和生物物理研究。为此,我们建议在单分子量表上研究tRNA选择和易位过程的机制。拟议研究的核心假设是翻译保真度源于核糖体内的构象变化,这些变化是由于其与tRNA和翻译因子的相互作用而触发的。使用最先进的内部反射荧光技术,我们将从高空间和 - 时间分辨率距离测量值中提取转换机械动态结构变化的全局和显微镜速率常数。这些数据在整体研究中无法获得,将有助于阐明基本的翻译机制。它们将作为研究细胞内翻译调节机制的平台,并筛选影响核糖体功能特定方面的新型化合物。为了检验我们的假设,我们将使用单分子FRET(SMFRET)作为一种工具来探测tRNA选择和易位机制,以在重构翻译提取物中直接测量功能性核糖体中的动态结构过程。具体而言,我们提出:目标1]测量在伸长因子-TU(EF-TU)介导的tRNA选择和伸长延伸因子G(EF-G)依赖性转运期间,核糖体对核糖体上tRNA运动的顺序和时间。目标2]确定EFTU的运动和构象变化以及EF-G分别与AA-TRNA选择和易位的机制有关。 AIM 3]描述蛋白质合成过程中核糖体构象变化的影响对tRNA选择和易位过程中tRNA运动的影响。通过这项研究开发的工具和方法也可能适用于对组成和构象过程在生物学功能中起作用的其他分子组件的研究。

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)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

Scott C Blanchard的其他基金

HIV-1 Env structure and function assessed by parallel smFRET and cryoET
通过平行 smFRET 和 CryoET 评估 HIV-1 Env 结构和功能
  • 批准号:
    10201444
    10201444
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
HIV-1 Env structure and function assessed by parallel smFRET and cryoET
通过平行 smFRET 和 CryoET 评估 HIV-1 Env 结构和功能
  • 批准号:
    9978713
    9978713
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
HIV-1 Env structure and function assessed by parallel smFRET and cryoET
通过平行 smFRET 和 CryoET 评估 HIV-1 Env 结构和功能
  • 批准号:
    10425409
    10425409
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Single-molecule imaging of GPCR-arrestin complexes
GPCR-arrestin 复合物的单分子成像
  • 批准号:
    9481871
    9481871
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Quantitative investigations of transporter dynamics and uptake at the single-mole
单摩尔转运蛋白动力学和摄取的定量研究
  • 批准号:
    8601955
    8601955
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Quantitative investigations of transporter dynamics and uptake at the single-mole
单摩尔转运蛋白动力学和摄取的定量研究
  • 批准号:
    8430544
    8430544
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Next-generation Fluorescent Probes for Biological Research
用于生物研究的下一代荧光探针
  • 批准号:
    8541867
    8541867
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Next-generation Fluorescent Probes for Biological Research
用于生物研究的下一代荧光探针
  • 批准号:
    8387809
    8387809
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Next-generation Fluorescent Probes for Biological Research
用于生物研究的下一代荧光探针
  • 批准号:
    8667477
    8667477
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Imaging protein synthesis on the ribosome using single-molecule FRET
使用单分子 FRET 对核糖体上的蛋白质合成进行成像
  • 批准号:
    8035671
    8035671
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:

相似国自然基金

海洋缺氧对持久性有机污染物入海后降解行为的影响
  • 批准号:
    42377396
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氮磷的可获得性对拟柱孢藻水华毒性的影响和调控机制
  • 批准号:
    32371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
还原条件下铜基催化剂表面供-受电子作用表征及其对CO2电催化反应的影响
  • 批准号:
    22379027
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CCT2分泌与内吞的机制及其对毒性蛋白聚集体传递的影响
  • 批准号:
    32300624
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
在轨扰动影响下空间燃料电池系统的流动沸腾传质机理与抗扰控制研究
  • 批准号:
    52377215
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Applying Spatial Covariance to Understand Human Variation in Genetic Disease
应用空间协方差来了解遗传疾病的人类变异
  • 批准号:
    10734426
    10734426
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Designing novel therapeutics for Alzheimer’s disease using structural studies of tau
利用 tau 蛋白结构研究设计治疗阿尔茨海默病的新疗法
  • 批准号:
    10678341
    10678341
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
High-throughput thermodynamic and kinetic measurements for variant effects prediction in a major protein superfamily
用于预测主要蛋白质超家族变异效应的高通量热力学和动力学测量
  • 批准号:
    10752370
    10752370
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Single-molecule protein sequencing by barcoding of N-terminal amino acids
通过 N 端氨基酸条形码进行单分子蛋白质测序
  • 批准号:
    10757309
    10757309
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别:
Myocardial Physiology of Growth Differentiation Factor Signaling
生长分化因子信号传导的心肌生理学
  • 批准号:
    10711086
    10711086
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.99万
    $ 30.99万
  • 项目类别: