脂多糖诱导抗菌肽HAL-2形成淀粉样纤维结构的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21502196
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0702.生物分子的化学生物学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Antimicrobial peptides (AMPs) are important components of the innate immune systems in all living organisms. AMPs possess unusually efficient antimicrobial effects with little drug-resistant against a broad range of microorganisms, which makes them attractive candidates for the development of therapeutic drugs in the fight against resistant pathogens. The interaction between AMPs and lipopolysaccharide (LPS) contributes to its antimicrobial activity against Gram-negative bacteria. However, the molecular mechanism of interaction between them and how it relates to the activity are not clear. Our present study showed that LPS is capable of inducing HAL-2 amyloid formation when against E. coli, which may play a vital role in its antimicrobial activity. But as yet unknown molecular basis regulate that specific amyloid aggregation and the antibacterial activity. Effect factors of HAL-2/LPS system including HAL-2 size, sequence changes, conformation, pH, ionic strength and divalent cations are investigated, by using various biophysical methods, such as nuclear magnetic resonance and surface plasmon resonance. Furthermore, the interaction between amyloid formation of HAL-2 and its activity will be discovered. In conclusion, this study will increase our understanding of the molecular basis of HAL-2 mediated by LPS, and it could provide information to design novel antimicrobial peptides for future therapeutic purposes.
抗菌肽广泛存在于各种生物体内,是宿主先天免疫防御系统的重要组成部分,具有抗菌谱广、不易产生耐药性等优点,有望成为治疗耐药性病原菌感染所引发疾病的理想药物。在抑杀革兰氏阴性菌过程中,抗菌肽与脂多糖的相互作用对其发挥抑菌活性至关重要,但其具体作用细节及与抑菌活性之间的内在联系仍不清楚。申请人发现抗菌肽HAL-2在抑杀大肠杆菌过程中,脂多糖可诱导其形成淀粉样纤维结构,此淀粉体结构的形成对其抑菌活性至关重要。但这种淀粉体结构形成的具体分子机制及其与HAL-2抑菌活性之间的内在联系还需深入研究。本项目拟运用核磁共振、表面等离子共振等方法,主要研究氨基酸序列长度与组成、分子构象及溶液酸碱性、离子强度、二价阳离子等对HAL-2/LPS作用体系的影响;结合体外抑菌实验,揭示HAL-2淀粉体结构发挥抑菌活性的分子机制,为阐明HAL-2作用机制提供重要理论依据,为发展有针对性的新型抗菌肽类药物奠定基础。

结项摘要

抗菌肽广泛存在于各种生物体内,能够抵抗病原微生物入侵,是宿主先天免疫防御系统的重要组成部分,它不易产生耐药性,是一类极具潜力的治疗耐药性病原菌感染所引发疾病的理想药物。在抑杀革兰氏阴性菌过程中,抗菌肽与脂多糖(LPS)的相互作用对其发挥抑菌活性至关重要,但其具体作用细节及与抑菌活性之间的内在联系仍不清楚。本项目运用核磁共振、圆二色谱、红外光谱、静态光散射等多种生物物理学方法,研究抗菌肽氨基酸序列组成、分子构象、离子强度及二价阳离子等对HAL-2/LPS作用体系的影响,并深入探究抗菌肽HAL-2与LPS之间的相互作用细节及其对细菌的抑制作用,揭示HAL-2淀粉体结构发挥抑菌活性的分子机制。.我们完成了抗菌肽HAL-2的克隆表达及纯化,并对其进行同位素标记,收集三维核磁共振波谱,归属其化学位移,确定了HAL-2与LPS发生作用的氨基酸位点;HAL-2与LPS相互作用过程中,HAL-2中的大部分脂肪族侧链与LPS距离接近,整个HAL-2抗菌肽与LPS发生了较强的相互作用,且HAL-2能够将LPS胶束聚集体解离。HAL-2与LPS作用过程中,HAL-2自身不会发生聚集,LPS可诱导其以β-sheet结构存在进而产生淀粉样聚集体,而在其他类膜环境如30% TFE,15mM DPC,100mM SDS中,HAL-2折叠为典型的α-螺旋结构。HAL-2与LPS之间的相互作用对其抑制革兰氏阴性菌至关重要,外界盐离子对HAL-2的抑菌活性具有较大影响。本项目为阐明HAL-2作用机制提供重要理论依据,为发展有针对性的新型抗菌肽类药物奠定了理论基础。项目执行过程中发表SCI论文两篇,申请专利3项。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Composition-dependent membrane disruption by the proapoptotic protein PB1F2 from HK97 influenza A virus
HK97 甲型流感病毒促凋亡蛋白 PB1F2 造成的成分依赖性膜破坏
  • DOI:
    10.1002/1873-3468.13172
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    FEBS Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yujuan Wang;Jing Yang;Jiarong Wang;Lei Zhu;Junfeng Wang
  • 通讯作者:
    Junfeng Wang
A novel cecropin B-derived peptide with antibacterial and potential anti-inflammatory properties.
一种具有抗菌和潜在抗炎特性的新型天蚕素 B 衍生肽
  • DOI:
    10.7717/peerj.5369
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    PeerJ
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Wang J;Ma K;Ruan M;Wang Y;Li Y;Fu YV;Song Y;Sun H;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J

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其他文献

抗菌肽的研究进展及应用前景
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国生化药物杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹昆仑;王嘉榕;孙红宾
  • 通讯作者:
    孙红宾
磁小体膜蛋白Mms6 功能与应用研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生物技术通报
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  • 作者:
    马坤;赵宏鑫;李倩;王嘉榕;孙红宾
  • 通讯作者:
    孙红宾
功能性抗氧化肽制备与机制研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    天然产物研究与开发
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    --
  • 作者:
    王嘉榕;王建华;滕  达;田子罡;胡建成
  • 通讯作者:
    胡建成
脂多糖——针对革兰阴性菌的药物靶标
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生物医学工程学杂志
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    --
  • 作者:
    王嘉榕;李燕;孙红宾
  • 通讯作者:
    孙红宾
人类隐花色素蛋白(Homosapiens Cryptochrome,HsCRY)昆虫表达系统的建立及其与FAD结合状态的NMR研究
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  • 发表时间:
    2014
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    中国科学技术大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王晓明;王嘉榕;李燕;王玉娟
  • 通讯作者:
    王玉娟

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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

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          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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