MFN1的二体结构揭示线粒体外膜融合的分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31700659
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    闫利明
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    C0501.结构生物学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Continous fusion and fission of mitochondria will decide mitochondrial dynamic morphology. Fusion of the mitochondrial outer and inner membranes requires the action of two evolutionarily distinct integral membrane dynamin-related proteins, MFN1/MFN2 in mammals (outer membrane) and OPA1 in mammals (inner membrane). However, how do MFNs promote the mitochondria fusion, the exact mechanism of Mfn-mediated fusion remains elusive. we plan to determinate the three dimentional structures of MFN1s dimer in complex with GDP.BeF3, and GDP.AlF4.K, based on both theoretical and experimental studies, provided a model to explain Mfn-mediated fusion.
线粒体持续的融合与分裂决定线粒体动态的形态，线粒体外膜和内膜融合需要两个进化完全不同的动力相关膜嵌合蛋白，MFN1/MFN2（外膜）和OPA1（内膜）。然而MFNs如何启动线粒体的膜融合，其精确的分子机制至今还不清楚。我们计划解析MFN1两个二体结构: MFN1/GDP.BeF3和MFN1/GDP.AlF4.K，通过理论和实验的学习，提出一个模型用于解释MFNs介导的线粒体膜融合机制。

结项摘要

线粒体通过持续的融合和分裂维持其形态，线粒体的外膜融合通过发动蛋白介导的，发动蛋白是有一大类GTPase酶家族组成，包括哺乳动物的线粒体蛋白MFNs和酵母的Fzo1p。MFN1可以形成核苷酸依赖的二体并且持续水解GTP实现膜的栓连。然而线粒体外膜融合机制至今不清楚，由于线粒体融合蛋白MFN1的全长蛋白很难表达，所以我们构建MFN1-MGD克隆，并解析了MFN1结合GDP.BeF3-的二体结构，MFN1的GTPase和HB1二体结构，一个钾离子参与GDP.BeF3-催化中心的结合，酶活分析发现GTP的水解需要钾离子的参与，并且钾离子可以提高GTP的5倍水解活力，并且HB1发生大的构象变化，产生77度的弯曲，暗示了HB结构域从相反的方便栓连线粒体膜去实现线粒体的膜融合。通过FRET实验证实MFN1的HB1会发生构象变化实现线粒体的膜融合，生化和细胞生物学实验证实神经痉挛性性疾病的遗传突变会影响MFN1的二体化，从而形象线粒体的外膜融合最终改变线粒体的形态。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Structural insights into G domain dimerization and pathogenic mutation of OPA1
G 结构域二聚化和 OPA1 致病突变的结构见解
  • DOI：
    10.1083/jcb.201907098
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    The Journal of Cell Biology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yu Caiting;Zhao Jinghua;Yan Liming;Qi Yuanbo;Guo Xiangyang;Lou Zhiyong;Hu Junjie;Rao Zihe
  • 通讯作者：
    Rao Zihe
Structural basis for GTP hydrolysis and conformational change of MFN1 in mediating membrane fusion
GTP水解和MFN1构象变化介导膜融合的结构基础
  • DOI：
    10.1038/s41594-018-0034-8
  • 发表时间：
    2018-03-01
  • 期刊：
    NATURE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY
  • 影响因子：
    16.8
  • 作者：
    Yan, Liming;Qi, Yuanbo;Lou, Zhiyong
  • 通讯作者：
    Lou, Zhiyong
Structural analysis of a trimeric assembly of the mitochondrial dynamin-like GTPase Mgm1
线粒体动力蛋白样 GTPase Mgm1 三聚体组装的结构分析
  • DOI：
    10.1073/pnas.1919116117
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
  • 影响因子：
    11.1
  • 作者：
    Yan Liming;Qi Yuanbo;Ricketson Derek;Li Lei;Subramanian Kelly;Zhao Jinghua;Yu Caiting;Wu Lijie;Sarsam Reta;Wong Melissa;Lou Zhiyong;Rao Zihe;Nunnari Jodi;Hu Junjie
  • 通讯作者：
    Hu Junjie

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：
    {{ item.journal_name }}
  • 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.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

闫利明的其他基金

新冠病毒RNA加帽和NiRAN靶点的抑制剂研究
  • 批准号：
    32371258
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    50 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码