人类G蛋白偶联鲜味受体T1R1/T1R3纳米-辣根过氧化物酶电化学型传感器的研制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671857
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2005.食品与肠道菌群
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

G protein coupled receptors (GPCRs) constitute a receptor superfamily, which can perform various biofunctions, especially the nutrient sensing. GPCRs have extremely huge diversity in extracellular domains, but precise conservative in the intracytoplasmic domains for G protein signal amplification system. In this project, we plan to fabricate the nanometer gold - sulfur cordierite-chitosan-horseradish peroxidase as signal amplifier system, on the basis of nano gold sol. coupling to GPCR-multiple thiols of T1R1 + 3 intracellular domains expressed and separated from the hT1R1/T1R3 transgenic human embryonic kidney cells (HEK239). While the interactions between receptors and their ligands take place, the changes of electrochemical signals will be amplified by the horseradish peroxidase instead of the G protein signal amplifier system. This can be used for the quantitative determination of receptor-ligand interaction. The stages of fabrications will be characterized by transmission electron microscopy (TEM), atomic force microscope (AFM) and UV–visible spectral scanning, cyclic voltammograms and ac impedance methods. With this, the novel electrochemical type nano gold double membrane human taste sensors will be developed. Then the biosensor can be used for quantitative determination of umami substances, such as monosodium glutamate (MSG), aspartic acid, inosinic acid (IMP) and guanosine monophosphate (GMP); and central metabolic metabolic intermediates, such as α-ketone glutaric acid, pyruvic acid, lactate and others. The interaction parameters and kinetics of these substances with T1R1, T1R3, and their heterodimers can be obtained, which would help to investigate the interaction regulation of umami substances, including amino acids, peptides, IMP and GMP, with their corresponding targets. The nano biosensor can also be used as a high sensitive and specific quantitative method to explore biological functions of the umami substances. The establishment and perfection of this biosensor may provide a generic technology platform for investigating the numerous GPCRs and the laws of the ligand-receptor interactions.
本项目拟在纳米金-硫堇-壳聚糖-辣根过氧化物酶信号放大系统的基础上,通过纳米金溶胶偶联经人胚肾细胞(HEK239细胞)表达得到的人类鲜味G蛋白偶联受体-T1R1+3胞内结构域的多个巯基,从而放大其胞外结构域与配基之间的相互作用,替代G蛋白信号放大系统,实现受体-配基互作的定量化测定。利用光谱扫描、原子力显微镜、循环伏安及交流阻抗等方法表征组装的各阶段,研制出电化学型双层纳米金人类鲜味传感器。将该电极用于谷氨酸单钠盐、天冬氨酸、肌苷酸和鸟苷酸等鲜味物质,α-酮戊二酸、丙酮酸、乳酸等中心代谢途径中间化合物的定量测定;建立这些味觉组分或代谢中间化合物与hT1R1/T1R3及其异二聚体的互作参数和动力学,为进一步研究鲜味物质(包括氨基酸、肽类、IMP和GMP)与味觉受体作用规律,进行生物功能评价等提供高敏感、特异性、定量化检测方法。该技术的建立将有望为GPCR-配基互作规律的研究提供通用的技术平台

结项摘要

本项目在纳米金-硫堇-壳聚糖-辣根过氧化物酶信号放大系统的基础上,通过纳米金溶胶偶联经人胚肾细胞(HEK239细胞)表达得到的人类鲜味G蛋白偶联受体-T1R1+3胞内结构域的多个巯基,从而放大了胞外结构域与配基之间的相互作用,替代细胞内G蛋白信号放大系统,成功研制出电化学型纳米金双膜人类鲜味传感器,用于谷氨酸单钠盐、天冬氨酸、肌苷酸和鸟苷酸等鲜味物质,α-酮戊二酸、丙酮酸、乳酸等中心代谢途径中间化合物的定量测定;建立了这些味觉组分或代谢中间化合物与hT1R1/T1R3及其异二聚体的互作参数和动力学,进一步将这些受体自组装到相应受体天然缺陷型武昌鱼、牛、猫等动物味蕾组织上,和相应纳米金受体传感器进行了比较分析,其皮尔逊相关系数达到0.93以上,说明这些hGPCRs通过自组装到相应天然受体缺陷型味蕾组织上能够很好地工作。该技术的建立将有望为GPCR-配基互作规律的研究提供通用的技术平台。本项目共发表论文学术论文21篇,其中SCI收录论文15篇;EI收录4篇,按照中科院2019年JCR期刊分区:I区5篇,II区3篇。IF=10.257论文2篇,IF=7以上2篇,SCI总影响因子达到67.634。申请发明专利3项;获得授权发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
The investigation of allosteric regulation mechanism of analgesic effect using SD rat taste bud tissue biosensor
利用SD大鼠味蕾组织生物传感器研究镇痛作用的变构调节机制
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2018.11.046
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Xiao Sa;Zhang Yanqing;Song Panpan;Xie Junbo;Pang Guangchang
  • 通讯作者:
    Pang Guangchang
味觉受体及其传感器研究与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞广昌;陈庆森;胡志和;解军波
  • 通讯作者:
    解军波
不同温度对弓鲤鱼与弓鲇鱼乳酸盐代谢 网络通量的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁帅;庞广昌
  • 通讯作者:
    庞广昌
食品营养与免疫代谢关系研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞广昌;陈庆森;胡志和;解军波
  • 通讯作者:
    解军波
植物根尖分生组织传感器的构建及其对尿素传感动力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    浙江农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    牛博;李丽娜;庞广昌;鲁丁强
  • 通讯作者:
    鲁丁强

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其他文献

固定化大鼠小肠组织制备生物传感器对白藜芦醇的检测
  • DOI:
    --
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    2016
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    庞广昌
母乳中免疫成分及其对婴幼儿免疫
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    庞广昌
食品体内功能的定量化评价网络方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞广昌;陈庆森;胡志和;解军波;马丽娜
  • 通讯作者:
    马丽娜
基于细胞间的有向加权通信网络定量评价蛹虫草对人体的调节作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王兴亚;庞广昌;李阳
  • 通讯作者:
    李阳

其他文献

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庞广昌的其他基金

SpvC特异性电化学型双层壳聚糖纳米金免疫传感器的研究
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    31371773
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  • 项目类别:
    面上项目

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AI项目解读示例

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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