HuR蛋白介导的人类mRNA出核调控过程的结构生物学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31270014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0501.结构生物学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

During the past two years, we have solved the crystal structure of human CF Im, comprising CF Im25 and the RNA recognition motif domain of CF Im68 (CF Im68RRM), and the crystal structure of the CF Im-RNA complex. These structures show that two CF Im68RRM molecules bind to the CF Im25 dimer via a novel RRM-protein interaction mode forming a heterotetramer. The RNA-bound structure shows that two UGUAA RNA sequences, with anti-parallel orientation, bind to one CF Im25-CF Im68RRM heterotetramer, providing structural basis for the mechanism by which CF Im binds two UGUAA elements within one molecule of pre-mRNA simultaneously. Point mutation and kinetic analyses demonstrate that CF Im68RRM can bind the immediately flanking upstream region of the UGUAA element, and CF Im68RRM binding significantly increases the RNA-binding affinity of the complex, suggesting that CF Im68 makes an essential contribution to pre-mRNA binding. The above results have been published in the Cell Research journal in 2011. In the next phase of our research work, we plan to focus on the structural basis and functional mechanism of the exporting process from nucleus of the mature mRNA. We would like to resolve the complex structures in the HuR mediated mRNA exporting process, such as HuR(RRM1/RRM2)-poly(U) and HuR(RRM3)-poly(A) protein-RNA complexes, and HuR-Trn2, HuR-PP32-Crm1 and HuR(N226)-Trn2 protein-protein complexes. The structural details of the interaction relationships between above complexes and the corresponding cell function verifications would help us to reveal the mechanisms of the HuR mediated mRNA exporting process, and also would enhance our understanding about the Human cell response regulation mechanism in the post-transcription level.
经过两年多的研究探索,我们已完成人类前体mRNA剪切因子Im(CF Im)25KDa亚基与68KDa亚基RRM结构域蛋白质-蛋白质复合物晶体结构的解析;获得了CF Im 复合物与RNA的2.9?分辨率三元复合物结构;阐明了人类CF Im复合物识别前体mRNA“UGUAA”序列的分子机制;相关研究结果已发表在2011年的Cell Research杂志上。下一阶段我们拟针对完成3′端剪切加工修饰后的成熟mRNA的出核机制展开研究,通过解析HuR(RRM1/RRM2)-poly(U)、HuR(RRM3)-poly(A)等蛋白-RNA复合物及HuR-Trn2、HuR-PP32-Crm1、HuR(N226)-Trn2等蛋白-蛋白复合物结构,阐明该过程各效应因子间的相互作用关系,结合细胞功能实验揭示该过程分子运作机理。上述工作的开展将大大增强我们对真核细胞瞬时应答过程在转录后水平的调控机制的理解。

结项摘要

真核生物中,前体mRNA经历内含子切除、转录子重新拼接及5′末端“加帽”和3′末端加尾修饰后,成为具备完整功能的成熟mRNA。由于蛋白质的合成必须在细胞质中完成,携带蛋白质编码的成熟mRNA须跨越核孔复合物进入细胞质,才能实现其生物学功能。对于3′末端含有ARE元件的mRNA而言,HuR蛋白介导的出核机制是此类mRNA最主要的出核转运方式。本项目拟通过结构生物学、生物化学、细胞生物学手段揭示HuR蛋白与mRNA中ARE区段及poly(A)之间的相互识别模式;揭示HuR与Trn2、PP32及Crm1蛋白间的相互作用关系及上述相互作用在mRNA穿越核孔过程中发挥的作用。在课题执行过程中,我们先后顺利完成了HuR蛋白单体及HuR(RRM1/RRM2)-poly(U)复合物结构-功能关系研究、RNA跨核运输重要蛋白hnRNP-L功能机制研究、RNA加工过程tRNA甲基转移酶Trm10及Trm6/Trm61复合物的结构与功能关系研究,还有RNA降解通路新成员Dis3l2-RNA的功能机制研究。上述研究结果大大加深了我们对于人体mRNA出核转运过程中蛋白质-RNA相互作用及别构调节机制的了解,为深入理解RNA加工全过程提供了重要线索。相关研究结果已发表SCI论文22篇,向PDB数据库中提交蛋白质三维结构39个,同时依托课题研究工作培养硕士4人,圆满完成项目计划任务。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Crystal and EM structures of human phosphoribosyl pyrophosphate synthase I (PRS1) provide novel insights into the disease-associated mutations.
人磷酸核糖焦磷酸合酶 I (PRS1) 的晶体和电镜结构为疾病相关突变提供了新的见解。
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0120304
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Chen P;Liu Z;Wang X;Peng J;Sun Q;Li J;Wang M;Niu L;Zhang Z;Cai G;Teng M;Li X
  • 通讯作者:
    Li X
Crystal structure of DnaT84-153-dT10 ssDNA complex reveals a novel single-stranded DNA binding mode
DnaT84-153-dT10 ssDNA 复合物的晶体结构揭示了一种新型的单链 DNA 结合模式。
  • DOI:
    10.2210/pdb4ou7/pdb
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
    Nucleic Acid Database
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu, Z;Chen, P;Li, X
  • 通讯作者:
    Li, X
Structural insights into the methyl donor recognition model of a novel membrane-binding protein UbiG.
新型膜结合蛋白 UbiG 的甲基供体识别模型的结构见解。
  • DOI:
    10.1038/srep23147
  • 发表时间:
    2016-03-15
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhu Y;Jiang X;Wang C;Liu Y;Fan X;Zhang L;Niu L;Teng M;Li X
  • 通讯作者:
    Li X
Crystallographic analysis of RsmA, a ribosomal RNA small subunit methyltransferase A from Staphylococcus aureus.
RsmA(金黄色葡萄球菌的一种核糖体 RNA 小亚基甲基转移酶 A)的晶体分析。
  • DOI:
    10.1107/s2053230x15011279
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Acta Crystallogr F Struct Biol Commun
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Yang;Zhu Yuwei;Teng Maikun;Li Xu
  • 通讯作者:
    Li Xu
Structure of Rot, a global regulator of virulence genes in Staphylococcus aureus.
Rot 的结构,金黄色葡萄球菌毒力基因的全局调节因子。
  • DOI:
    10.1107/s1399004714015326
  • 发表时间:
    2014-09
  • 期刊:
    Acta Crystallogr D Biol Crystallogr
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jiang, Xuguang;Niu, Liwen;Teng, Maikun;Li, Xu
  • 通讯作者:
    Li, Xu

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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘箴言;常春平;郭中领;李继锋;王仁德;李庆;黄亚鹏;李旭;刘珺;苏振生
  • 通讯作者:
    苏振生
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  • DOI:
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    2018
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  • 作者:
    李峰;谢永宏;陈心胜;邓正苗;邹业爱;李旭;侯志勇;曾静;胡佳宇
  • 通讯作者:
    胡佳宇
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    李旭;徐天娇;刘立琨;董妙先
  • 通讯作者:
    董妙先
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  • DOI:
    10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.10.034
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李旭;王强;杨驹;牛文娟;Zhang Mingxing;李洋洋;钱润玲;韩瑜
  • 通讯作者:
    韩瑜

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纳米胶稳定单原子催化剂的设计与构筑
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    2022
  • 资助金额:
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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]
      
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