Integrative Structural Biology in DNA Replication and Damage Response

DNA 复制和损伤反应中的综合结构生物学

基本信息

  • 批准号:
    10796477
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-06-01 至 2026-11-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Faithful replication of DNA and response to encounters with aberrant DNA are essential to cell propagation and survival. Our long-term goal is to understand the action of multi-protein DNA replication and damage response machinery at eukaryotic replication forks. Our strategy is to elucidate the structural mechanisms using an integrative structural biology approach, coupled to biochemical/biophysical characterization and collaborations to define functional implications. This proposal focuses on critical unsolved questions about the initiation of daughter strand synthesis in replication, and the stalling and remodeling of replication forks upon encountering aberrant DNA. In DNA replication, the processive polymerases δ and ε require a short primer strand on the template to function, which is generated by DNA polymerase -primase (pol-prim). Although 3D structures have been determined for all components of pol-prim and even the intact heterotetramer, these have provided only limited mechanistic insights because structures of the full-length protein with relevant substrates and essential co-factors are lacking. To address this critical gap in knowledge, we propose to determine the relevant structures using Cryo-EM. We also propose to continue working on characterizing the structure, biochemical properties and functional roles of 4Fe-4S clusters in pol-prim. We will test and refine our hypotheses about the role of: (i) the primase 4Fe-4S cluster redox in modulating DNA binding activity; (ii) the role of the cluster in pol α in driving the transition from RNA synthesis by primase to DNA synthesis by pol α. Together, these studies will solve the fundamental questions about how pol-prim counts the length of the primer at each step and how the substrate hand-offs occur from primase to pol α and then from pol α to pols δ or ε. Our second project addresses two critical gaps in knowledge about replication fork encounters with aberrant DNA. RPA and Rad51 are two highly abundant ssDNA binding proteins that have critical roles in the stalling, reversal and stabilization of stalled forks. RPA-coated ssDNA is the key initiating signal for multiple damage response pathways and plays several additional roles, including recruiting and directing the fork reversal activity of the ATP motor protein SMARCAL1. We propose to elucidate the mechanisms that drive this important aspect of fork remodeling by determining the structure of the RPA and SMARCAL1 on a model fork substrate complex using Cyro-EM. Rad51 plays an essential role in the stabilization of stalled replication forks. Collaborative studies with David Cortez led to the discovery and characterization of RADX, a new DNA damage response protein involved in regulating the activity of Rad51 at stalled forks. We recently discovered RADX also interacts physically with RPA, suggesting there is a RPA-RADX-Rad51 network operating at stalled forks. We propose combined structural, biophysical and functional analyses of RADX and its interactions with DNA, Rad51 and RPA to clarify the roles of RADX at stalled replication forks. Together, our two projects will greatly enhance understanding of how DNA is processed at eukaryotic replication forks and genomes are maintained and propagated.
项目概要 DNA 的忠实复制和对异常 DNA 的反应对于细胞增殖和发育至关重要。 我们的长期目标是了解多蛋白 DNA 复制和损伤反应的作用。 我们的策略是利用真核复制叉的机制来阐明其结构机制。 整体结构生物学方法,结合生化/生物物理表征和合作 定义功能影响。该提案重点关注有关启动的关键未解决问题。 复制中的子链合成,以及遇到复制叉时的停滞和重塑 在 DNA 复制中,持续聚合酶 δ 和 ε 需要短引物链。 功能模板,由 DNA 聚合酶 α-primase (pol-prim) 生成,尽管 3D 结构具有。 已确定 pol-prim 的所有成分,甚至完整的异四聚体,这些仅提供了 机制见解有限,因为全长蛋白质的结构具有相关底物和必需的 为了解决这一关键的知识差距,我们建议确定相关结构。 我们还建议继续研究结构、生化特性的表征。 以及 pol-prim 中 4Fe-4S 簇的功能作用 我们将测试并完善我们关于以下作用的假设:(i) 引物酶 4Fe-4S 簇氧化还原在调节 DNA 结合活性中的作用;(ii) pol α 中簇的驱动作用; 从引物酶合成RNA到pol α合成DNA的转变,这些研究将共同​​解决这个问题。 关于 pol-prim 如何在每一步计算引物长度以及底物如何计算的基本问题 交接发生从 primase 到 pol α,然后从 pol α 到 pol δ 或 ε 我们的第二个项目解决了两个问题。 关于复制叉与 RPA 和 Rad51 的遭遇高度相关的知识的关键差距是两个。 丰富的 ssDNA 结合蛋白在失速叉的失速、逆转和稳定中发挥关键作用。 RPA 包被的 ssDNA 是多种损伤反应途径的关键启动信号,并发挥多种作用 其他作用,包括招募和指导 ATP 运动蛋白 SMARCAL1 的叉逆转活动。 我们建议通过确定驱动前叉重塑这一重要方面的机制来阐明 使用 Cyro-EM 模型叉基底复合物上的 RPA 和 SMARCAL1 结构发挥着重要作用。 与 David Cortez 的合作研究在稳定停滞的复制叉中发挥了重要作用。 RADX 的发现和表征,这是一种参与调节活性的新型 DNA 损伤反应蛋白 我们最近发现 RADX 也与 RPA 发生物理相互作用,这表明存在相互作用。 在停滞分叉上运行的 RPA-RADX-Rad51 网络我们将结构、生物物理和技术结合起来。 RADX 的功能分析及其与 DNA、Rad51 和 RPA 的相互作用,以阐明 RADX 在停滞时的作用 我们的两个项目将共同极大地加深对 DNA 加工过程的理解。 真核复制叉和基因组得以维持和繁殖。

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 }}

WALTER J. CHAZIN其他文献

WALTER J. CHAZIN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('WALTER J. CHAZIN', 18)}}的其他基金

The XPA scaffold protein in Nucleotide Excision Repair
核苷酸切除修复中的 XPA 支架蛋白
  • 批准号:
    10733350
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
The XPA scaffold protein in Nucleotide Excision Repair
核苷酸切除修复中的 XPA 支架蛋白
  • 批准号:
    10334466
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Structural Biology of Multi-Domain Proteins and Multi-Protein Machinery in DNA Replication and Repair
DNA 复制和修复中多域蛋白和多蛋白机制的结构生物学
  • 批准号:
    10393403
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Structural Biology of Multi-Domain Proteins and Multi-Protein Machinery in DNA Replication and Repair
DNA 复制和修复中多域蛋白和多蛋白机制的结构生物学
  • 批准号:
    10382072
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Integrative Structural Biology in DNA Replication and Damage Response
DNA 复制和损伤反应中的综合结构生物学
  • 批准号:
    10544307
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Integrative Structural Biology in DNA Replication and Damage Response
DNA 复制和损伤反应中的综合结构生物学
  • 批准号:
    10330665
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Integrative Structural Biology in DNA Replication and Damage Response
DNA 复制和损伤反应中的综合结构生物学
  • 批准号:
    10809376
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Host-mediated zinc sequestration during Acinetobacter baumannii infection
鲍曼不动杆菌感染期间宿主介导的锌螯合
  • 批准号:
    10680779
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Host-mediated zinc sequestration during Acinetobacter baumannii infection
鲍曼不动杆菌感染期间宿主介导的锌螯合
  • 批准号:
    10331783
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Host-mediated zinc sequestration during Acinetobacter baumannii infection
鲍曼不动杆菌感染期间宿主介导的锌螯合
  • 批准号:
    8504420
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于驾驶人行为理解的人机共驾型智能汽车驾驶权分配机制研究
  • 批准号:
    52302494
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人机共驾汽车驾驶风险分析及控制权智能交互机理
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
定性与定量分析跟驰行驶中汽车驾驶员情感-行为交互作用机理
  • 批准号:
    71901134
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
兼顾效率与能效的城市道路智能网联汽车驾驶行为优化及实证研究
  • 批准号:
    71871028
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    46.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
汽车驾驶员疲劳的心理生理检测及神经机制
  • 批准号:
    31771225
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Molecular basis of glycan recognition by T and B cells
T 和 B 细胞识别聚糖的分子基础
  • 批准号:
    10549648
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Exploration of the immunosuppressive function of RBMS3/PRRX1 axis in TNBC
RBMS3/PRRX1轴在TNBC中免疫抑制功能的探讨
  • 批准号:
    10650595
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 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:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Elucidating the Role of YAP and TAZ in the Aging Human Ovary
阐明 YAP 和 TAZ 在人类卵巢衰老中的作用
  • 批准号:
    10722368
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
Decay accelerating factor (CD55) protects against lectin pathway-mediated AT2 cell dysfunction in cigarette smoke-induced emphysema
衰变加速因子 (CD55) 可防止香烟烟雾引起的肺气肿中凝集素途径介导的 AT2 细胞功能障碍
  • 批准号:
    10737359
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 7.27万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了