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:10809376
- 负责人:
- 金额:$ 1.43万
- 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
- 来源:
- 关键词:AddressAutomobile DrivingBinding ProteinsBiochemicalBiophysicsCellsCollaborationsComplexCoupledCryoelectron MicroscopyDNADNA BindingDNA DamageDNA PrimaseDNA biosynthesisDNA polymerase alpha-primaseDNA replication forkDefectDevelopmentDiseaseExposure toGenomeGenomic InstabilityGoalsKnowledgeLeadLengthMaintenanceMalignant NeoplasmsModelingMotorMultiprotein ComplexesMutationOxidation-ReductionPathway interactionsPatientsPlayPolymeraseProcessPropertyProteinsRNA chemical synthesisRoleSignal TransductionSingle-Stranded DNAStructureSunlightTestingToxic Environmental Substancesbiophysical propertiescofactordaughter strandinsightmutantrecruitresponsestructural biologytargeted treatmentthree dimensional structure
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 α-primase (pol-prim). Although 3D
structures have been determined for all components of pol-prim and the intact heterotetramer, these have
provided only limited mechanistic insights because structures of 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) primase 4Fe-4S cluster redox in modulating DNA binding activity; (ii) the role
of the cluster in polα 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 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 initiating signal for 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 Cryo-EM. Rad51 plays an essential role in the stabilization of stalled replication
forks. Collaborative studies led to the discovery and characterization of RADX, a new DNA damage response
protein involved in regulating the activity of Rad51 at stalled forks. 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至关重要
我们的长期目标是了解多蛋白 DNA 复制和损伤的作用。
我们的策略是阐明真核复制叉的结构机制。
使用综合结构生物学方法,结合生化/生物物理表征和
该提案重点关注有关未解决的关键问题。
复制中子链合成的起始,以及复制叉的停滞和重塑
遇到异常 DNA 在 DNA 复制中,持续聚合酶 δ 和 ε 需要短引物。
模板上的链发挥作用,它是由 DNA 聚合酶 α-primase (pol-prim) 产生的,尽管是 3D。
已确定 pol-prim 和完整异四聚体的所有成分的结构,这些已
由于全长蛋白质与相关底物的结构,仅提供了有限的机制见解
为了解决这一知识上的关键差距,我们建议确定
我们还建议继续致力于表征结构,
我们将测试和完善 pol-prim 中 4Fe-4S 簇的生化特性和功能作用。
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;
polα 中的簇驱动从引物酶合成 RNA 到 pol α 合成 DNA 的转变。
这些研究将共同解决有关 pol-prim 如何计算长度的基本问题。
每个步骤的引物以及底物如何从引物酶转移到 pol α,然后从 pol α 到 pols δ 或
ε 我们的第二个项目解决了有关复制叉遭遇的两个关键知识空白。
RPA 和 Rad51 是两种高度丰富的 ssDNA 结合蛋白,在
RPA 包被的 ssDNA 的停滞、逆转和稳定是损伤的起始信号。
反应途径并发挥一些额外的作用,包括招募和指导分叉逆转
我们建议阐明 ATP 运动蛋白 SMARCAL1 的驱动机制。
通过确定模型前叉上 RPA 和 SMARCAL1 的结构来进行前叉重塑的一个重要方面
使用 Cryo-EM 的底物复合物在稳定复制停滞中发挥着重要作用。
合作研究导致了 RADX(一种新的 DNA 损伤反应)的发现和表征。
参与调节停滞叉处 Rad51 活性的蛋白质也与 RPA 发生物理相互作用。
表明有一个 RPA-RADX-Rad51 网络在停滞的分叉上运行。我们建议组合结构,
对 RADX 及其与 DNA、Rad51 和 RPA 的相互作用进行生物物理和功能分析,以阐明
我们的两个项目将共同极大地增强对 RADX 在停滞复制叉中的作用的理解。
DNA 在真核复制叉上如何加工以及基因组如何维持和传播。
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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
10796477 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 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:
$ 1.43万 - 项目类别: