原核(6-4)DNA光修复酶和(6-4)光产物复合物晶体结构研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31700663
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 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

Photolyases can repair ultraviolet (UV) light induced DNA damage with high efficiency and specificity to maintain the genetic integrity and accuracy of organisms thus preventing mutagenesis and cancer. PhrB from Agrobacterium fabrumis is the first prokaryotic (6-4) photolyase. Former structural and biochemical studies on PhrB have suggested significant differences between prokaryotic (6-4) photolyases and eukaryotic (6-4) photolyases. However,direct evidences are still missing for many details on DNA binding, electron transferring and energy transmitting processes. Here we would like to co-crystalize PhrB protein with single/double-stranded DNA (6-4) photoproducts and determine their crystal structures. The substrate binding mode of prokaryotic (6-4) photolyases will be established and the critical amino acids or motifs would be verified through combined site-directed mutagenesis with biochemical and functional studies. The elucidation of prokaryotic (6-4) photolyases functional mechanism can provide a molecular basis for exploring genetically modified organisms with enhanced UV-resistance for energy and food production.
DNA光修复酶能够对紫外线造成的DNA损伤进行高效特异性修复,维护遗传物质的完整性和准确性,避免由其引发的突变或癌变。根癌农杆菌(Agrobacterium fabrum)PhrB是首个被鉴定的原核(6-4)DNA光修复酶。前期关于PhrB蛋白质晶体结构和催化特性的研究表明,原核(6-4)DNA光修复酶与真核(6-4)DNA光修复酶之间存在显著差异,但在DNA结合、电子与能量传递等重要细节方面仍缺乏直接证据。本项目拟通过蛋白质晶体学技术获得首个原核(6-4)DNA光修复酶与单链/双链DNA底物复合物晶体结构,直接观测DNA结合模式,并通过构建突变体验证基于晶体结构提出的关键假说,揭示原核(6-4)DNA光修复酶与真核(6-4)DNA光修复酶在DNA结合与修复机制方面的异同。深入理解原核(6-4)DNA光修复酶的催化机理可为通过基因工程增强相关物种抗紫外线能力促进能源和食物生产提供科学基础。

结项摘要

DNA光修复酶能够对紫外线造成的DNA损伤进行高效特异性修复,维护遗传物质的完整性和准确性,避免由其引发的突变或癌变。根癌农杆菌(Agrobacterium fabrum)PhrB是首个被鉴定的原核(6-4)DNA光修复酶。前期关于PhrB蛋白质晶体结构和催化特性的研究表明,原核(6-4)DNA光修复酶与真核(6-4)DNA光修复酶之间存在显著差异,但在DNA结合、电子与能量传递等重要细节方面仍缺乏直接证据。本项目通过结构生物学技术进行了原核(6-4)DNA光修复酶与单链/双链DNA底物复合物的共结晶研究。表达纯化了野生型和三个突变体蛋白质并对其生物化学特性和体外修复功能和修复效率进行了检测。通过紫外线照射制备了四种含有光损伤位点的DNA底物并利用HPLC进行了大规模纯化。构建了原核(6-4)DNA光修复酶与DNA结合的三维结构模型。所获结果为深入理解原核(6-4)DNA光修复酶的催化机理进而通过基因工程增强相关物种抗紫外线能力促进能源和食物生产提供科学基础。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of different DOM components on arsenate complexation in natural water.
不同DOM组分对天然水中砷酸盐络合的影响。
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2020.116221
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Zhang Fan;Li Xue;Duan Lizeng;Zhang Hucai;Gu Wen;Yang Xingxin;Li Jingping;He Sen;Yu Jie;Ren Meijie
  • 通讯作者:
    Ren Meijie

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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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