转运金属膜蛋白MntH的结构和转运机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31070742
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    34.0万
  • 负责人：
    张井岩
  • 依托单位：
    华东理工大学
  • 学科分类：
    C0503.细胞感应与环境生物物理
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

新型金属锰转运蛋白质（MntH）是细菌用来转运锰离子的主要工具，是新近发现的自然抵抗相关的巨噬细胞蛋白质（Nramp）家族的细菌同源体。Nramp家族蛋白质不仅在维持二价金属离子动态平衡中起着主要作用，而且在细胞抵抗多种病原体的感染中起着控制作用，与许多疾病有着直接关系。目前对这类蛋白质的研究主要集中在遗传学领域，对其功能和结构了解甚少。由于Nramp家族属于膜蛋白质，它自身的物理化学特性使得仅仅应用研究可溶性蛋白质的方法很难获取足够的结构信息。本项目拟以实验室易于得到和操作的Nramp细菌同源体MntH为研究对象，结合顺磁共振波谱技术、荧光标记方法和生物技术来研究其结构和转运金属离子的机理。这一研究将不仅为发现和探究新型金属转运蛋白开辟新的途径，也为揭示金属转运蛋白在细胞抵御外来微生物入侵中的作用机制，诊断和治疗与细胞中金属离子平衡相关疾病等奠定基础，具有重要的科学意义和广阔的应用价值。

结项摘要

新型金属锰转运蛋白质（MntH）是细菌用来转运锰离子的主要工具，是新近发现的自然抵抗相关的巨噬细胞蛋白质（Nramp）家族的细菌同源体。Nramp家族蛋白质不仅在维持二价金属离子动态平衡中起着主要作用，而且在细胞抵抗多种病原体的感染中起着控制作用，与许多疾病有着直接关系。目前对这类蛋白质的研究主要集中在遗传学领域，对其功能和结构了解甚少。由于Nramp家族属于膜蛋白质，它自身的物理化学特性使得仅仅应用研究可溶性蛋白质的方法很难获取足够的结构信息。本项目以实验室易于得到和操作的Nramp细菌同源体MntH为研究对象，结合顺磁共振波谱技术、荧光标记方法和生物技术来研究其结构和转运金属离子的机理。课题开发并完善了一种利用荧光探针测定膜蛋白活性的简单方法，这种方法解决了传统的应用同位素标记方法测定膜蛋白活性的弊端，为研究蛋白的结构和动能的研究奠定了基础。本研究尝试和优化了MntH蛋白质的分离，纯化的方法，提高了纯化的效率，利用低价的表面活性剂，降低了纯化的成本，为后续MntH结构的研究奠定了基础。通过定点突变的方法，初步探究了在MntH蛋白质中与金属锰离子与结合的氨基酸残基;利用将合成的MntH中关键的一跨膜螺旋链重组到脂质体中的方法，通过各种谱学技术研究了MntH中关键螺旋链在模拟细胞膜环境（脂质体）中的构象，以及pH、温度和锰离子等螺旋链构象的影响，以及对蛋白质功能的影响。这些研究将不仅为发现和探究新型金属转运蛋白开辟新的途径，也为揭示金属转运蛋白在细胞抵御外来微生物入侵中的作用机制，诊断和治疗与细胞中金属离子平衡相关疾病等奠定基础，具有重要的科学意义和广阔的应用价值。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Synthesis, characterization, and polyphenol oxidase activity of Cu-II, Mn-II, and Fe-III complexes with a N2O2 ligand
Cu-II、Mn-II 和 Fe-III 与 N2O2 配体配合物的合成、表征和多酚氧化酶活性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Coordination Chemistry
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Lu, Lijun;Song, Yanying;Liu, Hui;Zhang, Jingyan
  • 通讯作者：
    Zhang, Jingyan
Enhancing cell nucleus accumulation and DNA cleavage activity of anti-cancer drug via graphene quantum dots.
通过石墨烯量子点增强抗癌药物的细胞核积累和 DNA 裂解活性
  • DOI：
    10.1038/srep02852
  • 发表时间：
    2013-10-04
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wang, Chong;Wu, Congyu;Zhou, Xuejiao;Han, Ting;Xin, Xiaozhen;Wu, Jiaying;Zhang, Jingyan;Guo, Shouwu
  • 通讯作者：
    Guo, Shouwu
Nuclease Activity and Cytotoxicity Enhancement of the DNA Intercalators via Graphene Oxide
通过氧化石墨烯增强 DNA 嵌入剂的核酸酶活性和细胞毒性
  • DOI：
    10.1021/jp3050324
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Lin, Min;Wu, Xiaochen;Xin, Xiaozhen;Chen, Xin;Xu, Lin;Liu, Hui;Zheng, Jing;Zhang, Jingyan;Guo, Shouwu
  • 通讯作者：
    Guo, Shouwu
Stabilization and Induction of Oligonucleotide i-Motif Structure via Graphene Quantum Dots
通过石墨烯量子点稳定和诱导寡核苷酸 i-motif 结构
  • DOI：
    10.1021/nn304673a
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    ACS NANO
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Chen, Xin;Zhou, Xuejiao;Guo, Shouwu
  • 通讯作者：
    Guo, Shouwu
Graphene quantum dots/gold electrode and its application in living cell H2O2 detection
石墨烯量子点/金电极及其在活细胞H2O2检测中的应用
  • DOI：
    10.1039/c3nr33954h
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhang, Yan;Wu, Congyu;Zhang, Jingyan
  • 通讯作者：
    Zhang, Jingyan

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A Novel Urinary Oxalate Determination Method via a Catalase Model Compound with Oxalate Oxidase
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Analytic Methods
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张井岩
  • 通讯作者：
    张井岩

其他文献

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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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