锌金属蛋白酶仿生亲和配基设计及相互作用机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31900031
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C0102.微生物生理与生化
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
Zinc metalloprotease has important theoretical significance and application value, but at present there still lacks an effective biomimetic affinity purification protocol for them, which limits their high-value applications. Efficient biomimetic affinity ligand is the critical factor for building the affinity purification technology. Our previous study showed that LupI, the specific inhibitor of zinc metalloprotease, possesses many excellent properties such as reversible inhibition and high temperature tolerance. However, the affinity between zinc metalloprotease and LupI is too strong to be eluded in the purification process. Meanwhile, the interaction mechanisms between the enzyme and ligand are still not clear, which limits its further research. This study, based on the structural information of co-crystallization of typical zinc metalloprotease and LupI, along with the computer-aided molecular design technology, the molecular modification of LupI will be carried out to obtain the efficient biomimetic affinity ligands. Then, an efficient biomimetic purification protocol will be built for zinc metalloprotease purification. Meanwhile, the interaction mechanism between the enzyme and affinity ligands will be illustrated by combining computational biology with molecular biology. This study will not only lay the theoretical basis for the high value application of zinc metalloprotease, but also provide references for affinity ligand screening and designagtion of other proteases.
锌金属蛋白酶具有重要的研究意义和应用价值。目前,锌金属蛋白酶缺乏有效的仿生亲和纯化方法,阻碍了其高值化应用。高效的仿生亲和配基是决定仿生亲和纯化技术成败的关键。前期研究中,我们发现锌金属蛋白酶特异性抑制剂LupI具有可逆抑制、性质稳定等优良特性。但是,LupI作为仿生亲和配基与锌金属蛋白酶结合过于牢固、不宜洗脱。两者之间的相互作用机制尚不明确,限制了对其进一步研究。本课题拟基于典型锌金属蛋白酶与抑制剂的共晶体结构以及计算机辅助分子设计对LupI进行分子改造,定向筛选仿生亲和配基,建立锌金属蛋白酶家族的特异性仿生亲和纯化方法;利用计算生物学与分子生物学技术相结合的方法,阐明锌金属蛋白酶家族与仿生亲和配基特异性识别的结构基础以及可逆性结合与解离的分子机制,揭示酶与配基之间的相互作用关系,为锌金属蛋白酶家族高值化应用提供理论依据,也为其他蛋白酶家族仿生亲和配基的筛选和设计提供借鉴。
结项摘要
锌金属蛋白酶应用广泛,高纯度制剂具有良好的药物开发价值。目前,锌金属蛋白酶缺乏有效的仿生亲和纯化方法,阻碍了其高值化应用。高效的仿生亲和配基是决定仿生亲和纯化技术成败的关键。本课题基于锌金属蛋白酶 MP 与抑制剂 LupI 的共结晶结构及计算生物学分析对 LupI 的三个重要功能域N端trunk结构、α-helix结构、C端V4-V5 Loop区域进行分子动力学模拟与分子改造,明确三个区域在抑制剂LupI与典型锌金属蛋白酶的相互作用关系。通过突变体活性检测筛选获得锌金属蛋白酶仿生亲和配基LupIPAQV/GGGG。制备仿生亲和纯化材料,仿生亲和材料对锌金属蛋白酶MP的解离常数(Kd)为 24.5 µg/mL, 最大结合能力(Qmax)为 25.1 mg/g。建立锌金属蛋白酶的高效仿生亲和纯化方法,将其应用于海洋微生物来源锌金属蛋白酶的纯化。在课题经费支持下发表多篇高水平学术论文,本研究不仅为微生物来源锌金属蛋白酶的高值化应用提供理论依据,也为其他家族蛋白酶仿生亲和配基的筛选和设计提供借鉴。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enzymatically synthesized α-galactooligosaccharides attenuate metabolic syndrome in high-fat diet induced mice in association with the modulation of gut microbiota
酶促合成的α-低聚半乳糖可减轻高脂肪饮食诱导的小鼠中与肠道微生物群调节相关的代谢综合征。
- DOI:10.1039/d0fo03113e
- 发表时间:2021-03-12
- 期刊:FOOD & FUNCTION
- 影响因子:6.1
- 作者:He, Ningning;Chen, Hao;Li, Shangyong
- 通讯作者:Li, Shangyong
Production of a hermos-tolerant κ-carrageenase via a food-grade host and anti-oxidant activity of its enzymatic hydrolysate.
通过食品级宿主生产耐 Hermos γ-卡拉胶酶及其酶解产物的抗氧化活性。
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:Food Chem
- 影响因子:--
- 作者:Li Shangyong;He Ningning;Han Qi;Li Xiao;Jung Samil;Lee Beom Su;Mongre RK;Wang Zhipeng;Wang Linna;Lee Myeong-Sok
- 通讯作者:Lee Myeong-Sok
An efficient enzyme-triggered controlled release system for colon-targeted oral delivery to combat dextran sodium sulfate (DSS)-induced colitis in mice.
一种有效的酶触发控释系统,用于结肠靶向口服给药,以对抗葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎
- DOI:10.1080/10717544.2021.1934189
- 发表时间:2021-12
- 期刊:Drug delivery
- 影响因子:6
- 作者:Li S;Jin M;Wu Y;Jung S;Li D;He N;Lee MS
- 通讯作者:Lee MS
Identification and exploration of pharmacological pyroptosis-related biomarkers of ulcerative colitis. Front Immunol.
溃疡性结肠炎药理学焦亡相关生物标志物的鉴定和探索。
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:Front Immunol
- 影响因子:--
- 作者:Chen Kaiwei;Shang Shipeng;Yu Shengnan;Cui Luwen;Li Shangyong;He Ningning
- 通讯作者:He Ningning
Characterization and Application of a New β-Galactosidase Gal42 From Marine Bacterium Bacillus sp. BY02.
来自海洋细菌芽孢杆菌属的新型 β-半乳糖苷酶 Gal42 的表征和应用。
- DOI:10.3389/fmicb.2021.742300
- 发表时间:2021
- 期刊:Frontiers in microbiology
- 影响因子:5.2
- 作者:Zhou Z;He N;Han Q;Liu S;Xue R;Hao J;Li S
- 通讯作者:Li S
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其他文献
碱性蛋白酶抑制剂lupI-MSSS原核表达载体的构建及其蛋白表达、纯化
- DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014069
- 发表时间:2017-07
- 期刊:食品与发酵工业
- 影响因子:--
- 作者:王昆;梁朋娟;李尚勇;王伟;孙晶晶;刘均忠;孙谧;郝建华
- 通讯作者:郝建华
海洋金属蛋白酶MP仿生亲和材料纯化条件的优化
- DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2017.15.028
- 发表时间:2017
- 期刊:食品工业科技
- 影响因子:--
- 作者:杨娟;李尚勇;马子宾;刘均忠;郝建华;王跃军;孙谧
- 通讯作者:孙谧
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