基于介体型的Heme蛋白质中高氧化铁的电化学和光谱电化学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21505002
  • 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:
    B0402.电分析化学
  • 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

Investigation on highly oxidized iron species in proteins/enzymes currently is a promising reaserch topic. Generation and characterization of high-valent iron species are vital for understanding of the nature of such enzymatic reactions and corresponding biological oxidation process. So far, various methods have been extensively employed to investigate highly oxidized iron species intermediates in proteins. Among these methods, highly oxidized iron species were generated only in the reaction with substrates or their analogs, and thus the reaction is irreversible. Besides, many reactions make such species transient and metastable, which limits their population and requires trapping techniques. Compared with other methods, electrochemical methods are advantageous with respect to their rapid response time and simple procedures which have been proved to be a promising tool to understand the thermodynamics and kinetics of the electron transfer process, catalytic activities, and the relationship between structure and function of redox proteins. Moreover, electrochemistry method can be coupled relative easily to other techniques, such as spectroscopic techinque to constitute more powerful method, spectroelectrochemistry. In this project, we focus the the electrochemical generation and spectroelectrochemical characterization of high-valent iron speices in Heme protein based on using appropriate electron mediator to facilitate electron transfers between electrode and heme centers in proteins and thus conduct the ferric/ferryl electrochemistry. The utilization of electrochemical method to generate highly oxidized iron species has not been reported yet. This project is combined the protein electrochemistry and in-situ spectroelectrochemistry technology, which is expected to provide the electrochemical parameters (eg. Midpoint potential), kinetics parameters, and electron transfer pathway of protein during electrochemical redox process. The applicant has paved sound background knowledge and techniques for this project. Some preliminary investigations have been implemented, which indicated that the proposed approaches in this project are feasible. This study would definitely provide a novel strategy for for investigation of high-valent iron species in proteins which could potentially pave a facile approach to study the biology and biochemistry of protein associated with high-valent iron species.
蛋白质/酶中高氧化铁的研究是现代科学的热点课题之一。高氧化铁的生成和表征对于理解和认识蛋白质/酶的反应本质以及相应的生物氧化过程具有十分重要的意义。迄今为止,蛋白质中高氧化铁的产生都是利用底物或底物的类似物来实现的,反应是不可逆的,而通常产生的高氧化铁物种是暂态的或者亚稳态的,在分析过程中要特殊的捕获技术来满足分析要求。申请者结合自身多年的蛋白质电化学和光谱电化学研究背景,针对目前用于蛋白质/酶中的高氧化铁的研究方法的不足,提出采用基于介体型的现场光谱电化学来研究Heme蛋白质/酶的研究策略。并拟计划开展系列高氧化铁相关的电化学,光谱动力学研究。申请人有良好的工作基础,并做了必要的预研,本项目的研究方案可行性高。目前国际上还没有关于用电化学手段产生蛋白质/酶中高氧化铁的报道,本项目为蛋白质中高氧化铁的研究提供了一个新的思路,为了解高氧化铁相关的蛋白质/酶的生物学和化学本质提供了新的策略。

结项摘要

在本项目的执行中,首先设计开发了适用于本项目的薄层流动光谱电解池,并对电解池进行了系统的性能考察和表征。结果表明该电解池可以用于本项目的电化学和光谱电化学研究,同时还能用于活体在线电化学分析。其次,为本项目的研究筛选了不同的电子媒介体,采用介体电化学和介体光谱电化学手段研究了高氧化铁的生成和表征,结果表明选择合适式电位的电子媒介体能够氧化Heme蛋白质的Heme中心并产生高氧化铁物种。该研究为了解高氧化铁相关的蛋白质/酶的生物学和化学本质提供了新的策略。最后,在本项目的支持下,还详细研究了这些介体的电化学性能以及在电化学、光学传感器方面的应用,从而建立了多种环境、生命、医疗相关的重要物种(如,百草枯、pH、肝素)的电化学和光谱学分析新方法,扩展了本项目中基于电子媒介体的电化学和光谱电化学研究的研究思路和应用。

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(1)
专利数量(0)
A facile fluorescent "turn-off' method for sensing paraquat based on pyranine-paraquat interaction
基于吡喃-百草枯相互作用的一种简便的荧光“关闭”方法,用于检测百草枯
  • DOI:
    10.1016/jsaa.2018.03.042
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhao Zuzhi;Zhang Fengwei;Zhang Zipin
  • 通讯作者:
    Zhang Zipin
A facile voltammetric method for detection of heparin in plasma based on polyethylenimine modified electrode
基于聚乙烯亚胺修饰电极的简便伏安法检测血浆中肝素
  • DOI:
    10.1039/c8ay02722f
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Analytical Methods
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Lei Tian;Hongsu Zhao;Zuzhi Zhao;Jiali Zhai;Zipin Zhang
  • 通讯作者:
    Zipin Zhang

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其他文献

水杨酸钠对豚鼠下丘镁离子的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国耳鼻咽喉头颈外科
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马芙蓉;李涛;刘俊秀;张自品;毛兰群
  • 通讯作者:
    毛兰群

其他文献

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相似国自然基金

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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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