DNA修饰依赖型HNH核酸内切酶切割活性机制及应用研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31871250
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C0602.基因表达及非编码序列调控
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:王先坤; 胡雯月; 王昱力; 贺惠; 张丽娜;
- 关键词:
项目摘要
Versatile defense systems including CRISPR-Cas are developed in bacteria to prevent the invasion of phages and mobile elements, they generally use endonucleases as weapon to destroy the alien DNA. Discrimination of incoming DNA from its own is not dependent on nuclease catalytic domain, but on the cognate DNA recognition domain, which has variable specificity in the selection of DNA target sequence, and different affinity to diverse DNA modifications. HNH nuclease domain is widely distributed in all three kingdoms of life with as small as 25 to 50 amino acids residues in length. We previously identified three functional DNA modification-dependent HNH nucleases in Streptomyces, namely, ScoMcrA, SprMcrA and Sco5333. The first two proteins displayed low DNA cleavage activity in vitro, usually with 20% of DNA digested. Moreover, both of them made multiple cleavages in the vicinity of DNA modification site, in a similar way to non-stringent cleavage by Cas9-HNH. By contrast, Sco5333 only showed weak single-strand nicking activity, another modification-dependent HNH endonuclease EcoMcrA didn't show any DNA cleavage activity at all. Based on the comparative analysis of above four endonuclease homologs, this project aims to improve their in vitro DNA cleavage activity and specificity through systematic mutations, truncations and combination with other well-studied catalytic or recognition domains. The engineered proteins with enhanced efficiency and specificity will not only help to uncover underlined new mechanism in enzyme catalysis, but also be of potential tools for epigenetic study.
微生物使用多样化的防御系统来抵挡噬菌体和可移动元件的入侵,绝大部分使用核酸内切酶直接降解外来DNA,核酸酶切割结构域无法区分自身和外来DNA,依靠偶联的DNA识别结构域实现靶DNA序列的选择性,决定核酸酶DNA修饰的敏感性或依赖性。HNH核酸酶是广泛存在于三界生物中小而保守的蛋白家族。本项目前期从链霉菌中鉴定了三个体内高活性体外低活性的DNA修饰依赖型HNH核酸酶ScoMcrA,SprMcrA和Sco5333,类似于Cas9-HNH,前两个蛋白体外DNA切割位点不专一,Sco5333仅有DNA单链切割活性;而大肠杆菌中修饰依赖型HNH核酸酶EcoMcrA至今也无法实现其体外DNA切割活性。本项目将对这四个同源HNH蛋白进行比较研究,通过系统突变和杂合,来提高它们的DNA切割效率和专一性,阐明金属离子,识别结构域以及HNH基序中潜在的关键氨基酸残基调控DNA切割效率和专一性的机理。
结项摘要
本研究中的SBD是靶向DNA硫修饰的一种识别结构域,自然界中SBD与HNH核酸酶结构域偶联构成硫修饰依赖型的限制酶。我们筛选和合成了77个同源SBD-HNH核酸酶,测试了它们体内和体外的切割活性;表达和纯化了所有的SBD蛋白,对其进行了硫修饰DNA序列特异性,结合力,单双链结合特性和机理的研究;阐明了SBD-HNH体外切割硫修饰DNA效率低下的机制:酶结合在硫修饰DNA产物上,导致酶分子不能周转;没有发现添加RecA,polymerase,helicase可以将SBD-HNH切割硫修饰DNA的活性提高10%。我们将耐热的SBD和耐热的BclI进行偶联形成人工杂合核酸酶,应用于核酸恒温检测,大大提升了检测的时间和灵敏度,将SBDmmo与RNA碱基编辑器进行了偶联,提高了RNA单碱基编辑的效率,并申请了专利。发表第论文7篇,申请专利2项,培养3名博士,出站1名博士后。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Bacterial YedK represses plasmid DNA replication and transformation through its DNA single-strand binding activity
细菌 YedK 通过其 DNA 单链结合活性抑制质粒 DNA 复制和转化
- DOI:10.1016/j.micres.2021.126852
- 发表时间:2021
- 期刊:Microbiological Research
- 影响因子:6.7
- 作者:Wenyue Hu;Yuli Wang;Bingxu Yang;Chen Lin;Hao Yu;Guang Liu;Zixin Deng;Hong-Yu Ou;Xinyi He
- 通讯作者:Xinyi He
IV型限制酶ScoMcrA中SRA结构域介导的二聚体化对硫结合结构域功能的影响机制
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.210047
- 发表时间:2021
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:杨炳旭;胡雯月;刘光;邓子新;贺新义
- 通讯作者:贺新义
A [3Fe-4S] cluster and tRNA-dependent aminoacyltransferase BlsK in the biosynthesis of Blasticidin S
杀稻瘟菌素 S 生物合成中的 [3Fe-4S] 簇和 tRNA 依赖性氨酰基转移酶 BlsK
- DOI:10.1073/pnas.2102318118
- 发表时间:2021-07-27
- 期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
- 影响因子:11.1
- 作者:Wang,Xiankun;Zhao,Yuchun;Jiang,Ming
- 通讯作者:Jiang,Ming
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
大肠杆菌甲基转移酶dcm基因的表达对变铅青链霉菌的多效性影响
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:高婕;韩铁生;丰俊;贺新义
- 通讯作者:贺新义
天蓝色链霉菌孢子色素whiE在大肠杆菌中的异源生物合成
- DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.20200762
- 发表时间:2021
- 期刊:微生物学报
- 影响因子:--
- 作者:赵宇春;刘向阳;邓子新;贺新义;蒋明
- 通讯作者:蒋明
酮基合酶AlpRQ影响醌那霉素的产量
- DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.20200429
- 发表时间:2021
- 期刊:微生物学报
- 影响因子:--
- 作者:华康敏;刘向阳;邓子新;贺新义;蒋明
- 通讯作者:蒋明
利用酵母同源重组系统克隆肺炎克雷伯菌基因组岛
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:上海交通大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈楠;欧竑宇;贾士儒;邓子新;张杰;蒋晓飞;贺新义;秦广雍;易梅
- 通讯作者:易梅
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 }}
内容获取失败,请点击重试
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项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
贺新义的其他基金
硫修饰靶向结构域SBD的功能挖掘和改造用于核酸检测和RNA编辑体系的构建
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
硫修饰DNA结合蛋白的发现及其结构和功能研究
- 批准号:31670034
- 批准年份:2016
- 资助金额:63.0 万元
- 项目类别:面上项目
杀稻瘟菌素类肽核苷关键生物合成步骤和新颖抗性机制的酶学研究
- 批准号:31470195
- 批准年份:2014
- 资助金额:85.0 万元
- 项目类别:面上项目
天蓝色链霉菌中DNA甲基化依赖型限制系统的发现与表征
- 批准号:31170083
- 批准年份:2011
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
天蓝色链霉菌中一种DNA硫化修饰依赖型限制系统的发现和功能研究
- 批准号:30970080
- 批准年份:2009
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
变铅青链霉菌中一个新基因岛的遗传学及形成和转移机制的研究
- 批准号:30500285
- 批准年份:2005
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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 }}