新型生物正交反应的研究及应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21472010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    95.0万
  • 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:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The vast complexity of cellular system presents significant challenges for the studies of biomolecules in the native environments. For the past decade, bioorthogonal ligations have been emerging as promising chemical tools to probe the biomolecules in living systems. While powerful, to date only a handful of reactions have been utilized as true bioorthogonal ligations, due to the stringent requirements such as high reactivity and selectivity in a physiological environment, and non-toxic and cell-permeable reagents, reaction product must be stable as well as fast reaction kinetics. In our previous study, we have developed a novel bioorthogonal reaction based on the click hetero-Diels-Alder cycloaddition of o-quinolinone quinone methide (oQQM) and thiol vinylether (TV). This ligation is efficient and robust under physiological environment and is fully compatible with the widely used strain-promoted azide-alkyne cycloaddition. In addition, we have demonstrated that the ligation is a promising bioorthogonal reaction that can be used for site-specific labeling of proteins as well as imaging of bioactive small molecules inside live cells. However, the reaction kinetics of the first generation ligation was not very satisfying. Therefore, in this proposal study, we would like to systematically investigate how to improve the reaction rate of the click reaction for the development of the second generation bioorthogonal ligation. We also plan to further apply the new ligation method in subsequent chemical biology studies, like: 1) dual labeling of proteins and organelles in vitro and in vivo respectively; 2) probing the crucial post-translational modifications of functional proteins.
由于细胞内环境的复杂性,在生理条件下研究生物大分子的功能和生命过程具有很大的挑战性。基于此科学问题,近十年来,化学生物学家开发出生物正交反应并且已经广泛应用于研究各种复杂的生物学问题。近期我们课题组报道了一类基于邻亚甲基喹啉醌和烯基硫醚的点击化学反应所实现的具有原创性的生物正交反应,并成功地运用该反应实现了选择性标记蛋白和对生物活性分子进行活细胞内成像。然而,该生物正交反应急需进一步优化的是反应速率。因此,本课题将围绕对邻亚甲基喹啉醌和烯基硫醚点击化学做系统地改进和优化,以实现更快速和更高效的新一代生物正交反应的开发。此外,本课题还计划进一步将优化好的新一代生物正交反应运用于研究一些复杂的生物学问题,例如:对于复杂生物体系的双标记研究,以及对于重要功能蛋白质的翻译后修饰研究等。

结项摘要

在该面上项目的资助下,申请人课题组开发出一类基于邻亚甲基喹啉醌和烯基硫醚的点击化学反应所实现的具有原创性的生物兼容反应(TQ-ligation),并成功地运用该反应实现了选择性标记蛋白和对生物活性分子进行活细胞内成像。通过围绕对邻亚甲基喹啉醌和烯基硫醚点击化学做系统地改进和优化,进而实现了更快速和更高效的第二代TQ-ligation。此外,申请人还进一步拓展了生物兼容反应的应用范围,开发出新一代化学交联结合质谱技术,并且用于该技术系统地研究了复杂蛋白质结构和揭示了新的蛋白-蛋白相互作用网络。通过以上科学研究,开发出一系列新颖、高效的化学生物学工具,为生物医学研究提供了新的技术手段。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Chemoproteomic Profiling of Bile Acid Interacting Proteins.
胆汁酸相互作用蛋白的化学蛋白质组学分析
  • DOI:
    10.1021/acscentsci.7b00134
  • 发表时间:
    2017-05-24
  • 期刊:
    ACS central science
  • 影响因子:
    18.2
  • 作者:
    Zhuang S;Li Q;Cai L;Wang C;Lei X
  • 通讯作者:
    Lei X
Second Generation TQ-Ligation for Cell Organelle Imaging.
用于细胞器成像的第二代 TQ 连接。
  • DOI:
    10.1021/acschembio.5b00193
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    ACS Chem Biol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Xiaoyun;Dong Ting;Li Qiang;Liu Xiaohui;Li Lin;Chen She;Lei Xiaoguang
  • 通讯作者:
    Lei Xiaoguang
Enantioselective Total Synthesis of (-)-Incarviatone A
(-)-Incarviatone A 对映选择性全合成
  • DOI:
    10.1021/jacs.5b08551
  • 发表时间:
    2015-09-23
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Hong, Benke;Li, Chao;Lei, Xiaoguang
  • 通讯作者:
    Lei, Xiaoguang
Covalent Probe Finds Carboxylic Acid
共价探针发现羧酸
  • DOI:
    10.1016/j.chembiol.2017.05.003
  • 发表时间:
    2017-05-18
  • 期刊:
    CELL CHEMICAL BIOLOGY
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Jones, Alexander;Zhang, Xiaoyun;Lei, Xiaoguang
  • 通讯作者:
    Lei, Xiaoguang

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其他文献

基于同伦迭代算法的弱耦合梁的损伤识别
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘济科
Collective Synthesis of Lycopodium Alkaloids and Tautomer Locking Strategy for the Total Synthesis of (-)-Lycojapodine A
石松生物碱的集体合成及 (-)-石松碱 A 全合成的互变异构体锁定策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    J. Org. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷晓光
  • 通讯作者:
    雷晓光
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Alchivemycin A 功能化 C3-C14 十氢萘骨架的合成研究
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  • 通讯作者:
    雷晓光
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  • 作者:
    樊丽;雷晓光;郭金丽;李晓艳;李连国
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    李连国
西藏班公湖带多不杂富金斑岩铜矿床中金红石的特征及其意义
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  • 作者:
    肖波;李光明;秦克章;雷晓光;李金祥;张天平
  • 通讯作者:
    张天平

其他文献

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雷晓光的其他基金

靶向肝纤维化的化学遗传学研究
  • 批准号:
    22337002
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    230 万元
  • 项目类别:
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植物来源天然产物的生物合成与化学合成研究
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源于泰国传统药用植物的、具有抗糖尿病活性天然产物的发现,合成与化学生物学研究
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  • 资助金额:
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抗骨髓瘤药物靶点DYRK2激酶动态修饰蛋白酶体的特异性化学干预
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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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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