Design and Evolution of Metal-Based Functions in Supramolecular Protein Scaffolds

超分子蛋白支架中金属基功能的设计与演化

基本信息

  • 批准号:
    10033233
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-09-01 至 2024-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Metalloproteins carry out many cellular functions that are central to biology and human health. While our knowledge of how metalloproteins function has grown immensely thanks to technological advances, we still possess only a superficial understanding of the interplay between protein structure/dynamics and metal coordination/reactivity. As a result, it has not yet been possible a) to predict the functional mechanism of metalloproteins simply by looking at their structures, b) to emulate or improve upon the structures and functions of metalloproteins by de novo design, and c) to understand how complex bioinorganic functions may have emerged on simple peptide/protein scaffolds during natural evolution. The overarching goal of the proposed research program is to address these three challenges by designing and constructing protein scaffolds with increasingly more complex metal-based functions from scratch. Inspired by a hypothetical pathway for the natural evolution of metalloproteins, we have recently developed new approaches to metalloprotein design in which monomeric proteins are templated by metal ions to form novel supramolecular assemblies. The interfaces of these evolutionarily naïve complexes are then engineered and evolved to create self-standing protein architectures with complex metal-based functions. In the proposed research, we will further develop these “metal-templated protein design” strategies by capitalizing on two new protein scaffolds developed in our lab (DiCyt and TriCyt), which provide easy access to diverse metal coordination geometries, secondary-sphere environments and global properties (tunable structures, oligomeric states, flexibility/rigidity) that are difficult to attain with other protein design strategies. We will use DiCyt and TriCyt scaffolds to build metalloprotein assemblies for stable and selective coordination of first-row transition metal ions (Specific Aim 1), for challenging ester, amide and phospho-ester bond hydrolysis reactions (Specific Aim 2), and for redox catalytic reactions involving dioxygen binding and activation (Specific Aim 3). These efforts will not only uncover fundamental structure-function relationships that govern diverse metalloprotein activities, but also lead to better understanding of how bioinorganic complexity emerges in simple protein scaffolds.
金属蛋白具有许多对生物学和人类健康至关重要的细胞功能。 由于技术进步,关于金属蛋白如何发挥作用的知识已大大增长,但我们仍然 对蛋白质结构/动力学与金属之间的相互作用仅具有肤浅的了解 因此,目前还不可能 a) 预测其功能机制。 b) 简单地通过观察金属蛋白的结构来模拟或改进其结构和功能 通过从头设计来研究金属蛋白,以及 c) 了解复杂的生物无机功能如何发挥作用 在自然进化过程中出现在简单的肽/蛋白质支架上。 研究计划是通过设计和构建蛋白质支架来解决这三个挑战 从头开始开发越来越复杂的基于金属的功能,其灵感来自于自然的假设途径。 金属蛋白的进化,我们最近开发了金属蛋白设计的新方法,其中 单体蛋白质以金属离子为模板形成新型超分子组装体的界面。 然后,这些进化上幼稚的复合物被设计和进化,以产生独立的蛋白质 在拟议的研究中,我们将进一步开发具有复杂金属功能的架构。 利用我们实验室开发的两种新蛋白质支架的“金属模板蛋白质设计”策略 (DiCyt 和 TriCyt),可轻松获得不同的金属配位几何形状、次级球体 环境和全局特性(可调结构、寡聚状态、灵活性/刚性)是很难 我们将使用 DiCyt 和 TriCyt 支架来构建金属蛋白。 用于第一行过渡金属离子的稳定和选择性配位的组件(具体目标 1),以应对具有挑战性的问题 酯、酰胺和磷酸酯键水解反应(具体目标 2),以及氧化还原催化反应 双氧结合和激活(具体目标 3)。 控制不同金属蛋白活性的结构-功能关系,也有助于更好地理解 生物无机复杂性如何在简单的蛋白质支架中出现。

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 }}

Faik Akif Tezcan其他文献

Faik Akif Tezcan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('Faik Akif Tezcan', 18)}}的其他基金

Mechanism of Energy Transduction and Substrate Activation in Biological Nitrogen Fixation
生物固氮中的能量转换和底物激活机制
  • 批准号:
    10566582
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Mechanism of Energy Transduction and Substrate Activation in Biological Nitrogen Fixation
生物固氮中的能量转换和底物激活机制
  • 批准号:
    10795182
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Design and Evolution of Metal-Based Functions in Supramolecular Protein Scaffolds
超分子蛋白支架中金属基功能的设计与演化
  • 批准号:
    10221740
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Design and Evolution of Metal-Based Functions in Supramolecular Protein Scaffolds
超分子蛋白支架中金属基功能的设计与演化
  • 批准号:
    10387560
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Design and Evolution of Metal-Based Functions in Supramolecular Protein Scaffolds
超分子蛋白支架中金属基功能的设计与演化
  • 批准号:
    10413065
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Design and Evolution of Metal-Based Functions in Supramolecular Protein Scaffolds
超分子蛋白支架中金属基功能的设计与演化
  • 批准号:
    10645201
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Mechanism of Energy Transduction and Substrate Activation in Biological Nitrogen
生物氮的能量转换和底物活化机制
  • 批准号:
    8645652
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Mechanism of Energy Transduction and Substrate Activation in Biological Nitrogen
生物氮的能量转换和底物活化机制
  • 批准号:
    8217963
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Mechanism of Energy Transduction and Substrate Activation in Biological Nitrogen
生物氮的能量转换和底物活化机制
  • 批准号:
    8516536
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Mechanism of Energy Transduction and Substrate Activation in Biological Nitrogen
生物氮的能量转换和底物活化机制
  • 批准号:
    8839784
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:

相似国自然基金

抗原非特异性B细胞进入生发中心并实现亲和力成熟的潜力与调控机制
  • 批准号:
    32370941
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于计算生物学技术小分子农兽药残留物驼源单域抗体虚拟筛选与亲和力成熟 -以内蒙古阿拉善双峰驼为例
  • 批准号:
    32360190
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
面向免疫疗法标志物识别的基于多特征融合的肽与MHC亲和力预测研究
  • 批准号:
    62302277
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于胞内蛋白亲和力标记策略进行新型抗类风湿性关节炎的选择性OGG1小分子抑制剂的发现
  • 批准号:
    82304698
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向多场景应用的药物-靶标结合亲和力预测研究
  • 批准号:
    62371403
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Molecular Drivers of FABP-mediated Endocannabinoid Signaling for Appetite Regulation
FABP 介导的内源性大麻素信号传导食欲调节的分子驱动因素
  • 批准号:
    10683375
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Administrative Supplement to Molecular Drivers of FABP-mediated Endocannabinoid Signaling for Appetite Regulation
FABP 介导的内源性大麻素信号分子驱动食欲调节的行政补充
  • 批准号:
    10797598
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Fluoride-Mediated Desilylative Radiosynthesis of 11C-Labeled PET Tracers
氟化物介导的 11C 标记 PET 示踪剂的脱甲硅烷基放射合成
  • 批准号:
    10442985
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Investigations into ubiquitin binding proteins using structure guided reactivity
使用结构引导反应性研究泛素结合蛋白
  • 批准号:
    10538227
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
Investigations into ubiquitin binding proteins using structure guided reactivity
使用结构引导反应性研究泛素结合蛋白
  • 批准号:
    10677607
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.37万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了