嗜麦芽寡养单胞菌多肽修饰酶催化机理研究与应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31870055
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    61.0万
  • 负责人：
    吴边
  • 依托单位：
    中国科学院微生物研究所
  • 学科分类：
    C0102.微生物生理与生化
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The ability to precisely confer different functionalities onto the peptides would enable a broad array of applications for studies of peptide biophysics and pharmaceuticals. The selective peptide C-terminal modification methods are also highly demanded. Owing to the complexity of peptide structure, the current strategies are limited by low efficiency, narrow substrate spectrum, or low regio-selectivity, etc. Hence, the development of novel catalysts for this purpose is desirable and can lead to important innovations. In this project, we will investigate the detailed catalytic mechanism of a peptide amidase from Stenotrophomonas maltophilia. Guided by the elucidated mechanism, this enzyme will be engineered towards alternative substrate selectivity. We anticipate that the engineered enzyme could conform all of the desired traits for universally applicable peptide C-terminal modification. Such an enzyme would be an attractive addition to the toolbox for peptide researches and potential industrial applications.
定位精准的多肽修饰与标记技术是开展微生物大分子研究的重要基础。由于多肽化学结构的复杂性，现有修饰方法存在效率低、底物谱窄、位置选择性低等缺点。因此，发展新型高效的微生物酶法多肽修饰技术具有重要的研究意义。本项目将以嗜麦芽寡养单胞菌来源的多肽酰胺酶作为研究对象，遵循“理解-改造-应用”的研究范式，通过酶催化动力学研究结合蛋白质构效分析揭示多肽酰胺酶对修饰基团选择性的详细机理；并据此指导蛋白质工程设计，对多肽修饰酶做进一步的改造，使之与点击化学兼容；建立能够催化不受序列限制的多肽C端修饰平台。本项目的完成将为多肽生物化学研究与相关工业应用提供重要的工具。

结项摘要

定位精准的多肽修饰与标记技术是开展微生物大分子研究的重要基础。由于多肽化学结构的复杂性，现有修饰方法存在效率低、底物谱窄、位置选择性低等缺点。因此，发展新型高效的微生物酶法多肽修饰技术具有重要的研究意义。本项目将以嗜麦芽寡养单胞菌来源的多肽酰胺酶作为研究对象，遵循“理解-改造-应用”的研究范式，通过酶催化动力学研究结合蛋白质构效分析揭示多肽酰胺酶对修饰基团选择性的详细机理；并据此指导蛋白质工程设计，对多肽修饰酶做进一步的改造，使之与点击化学兼容；建立能够催化不受序列限制的多肽C端修饰平台。本项目的完成将为多肽生物化学研究与相关工业应用提供重要的工具。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Traceless enzymatic protein synthesis without ligation sites constraint.
无痕酶促蛋白质合成，无连接位点限制
  • DOI：
    10.1093/nsr/nwab158
  • 发表时间：
    2022-05
  • 期刊：
    National science review
  • 影响因子：
    20.6
  • 作者：
  • 通讯作者：
Recent advances in biocatalysis of nitrogen-containing heterocycles
含氮杂环生物催化研究新进展
  • DOI：
    10.1016/j.biotechadv.2021.107813
  • 发表时间：
    2022-01-01
  • 期刊：
    BIOTECHNOLOGY ADVANCES
  • 影响因子：
    16
  • 作者：
    Feng, Jing;Geng, Wen-Chao;Wu, Bian
  • 通讯作者：
    Wu, Bian
Creating an unusual glycine-rich motif in a peptide amidase leads to versatile protein C-terminal traceless functionalization
在肽酰胺酶中创建一个不寻常的富含甘氨酸的基序，可实现多功能蛋白质 C 末端无痕功能化
  • DOI：
    10.1021/acscatal.2c01456
  • 发表时间：
    2022-06
  • 期刊：
    ACS Catalysis
  • 影响因子：
    12.9
  • 作者：
    Tong Zhu;Yinglu Cui;Wenchao Geng;Guoxia Liu;Huifeng Jiang;Ruifeng Li;Bian Wu
  • 通讯作者：
    Bian Wu
Development of a versatile and efficient C-N lyase platform for asymmetric hydroamination via computational enzyme redesign
通过计算酶重新设计，开发用于不对称氢氨化的多功能且高效的 C-N 裂解酶平台
  • DOI：
    10.1038/s41929-021-00604-2
  • 发表时间：
    2021-04-29
  • 期刊：
    NATURE CATALYSIS
  • 影响因子：
    37.8
  • 作者：
    Cui, Yinglu;Wang, Yinghui;Wu, Bian
  • 通讯作者：
    Wu, Bian
Computational enzyme redesign: large jumps in function
计算酶重新设计：功能的巨大飞跃
  • DOI：
    10.1016/j.trechm.2022.03.001
  • 发表时间：
    2022-04-14
  • 期刊：
    TRENDS IN CHEMISTRY
  • 影响因子：
    15.7
  • 作者：
    Cui, Yinglu;Sun, Jinyuan;Wu, Bian
  • 通讯作者：
    Wu, Bian

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  • 作者：
    韩荦;夏滑;董凤忠;张志荣;庞涛;孙鹏帅;吴边;崔小娟;李哲;余润磬
  • 通讯作者：
    余润磬

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基于能量与分子动态的超耐热葡萄糖氧化酶设计
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  • 项目类别：
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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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