病理过氧化氢对超氧化物歧化酶致病结构形成的调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31770833
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

A major pathological hallmark of amyotrophic lateral sclerosis (ALS), a fatal neurodegenerative disease, is the oligomers or fibrils formed by copper, zinc superoxide dismutase (SOD1) and TAR DNA-binding protein 43 kDa (TDP-43) in motor neuron cells. In this study, we plan to use pathological concentration of hydrogen peroxide to trigger the oligomerization and fibrillization of wild-type human SOD1 both in vitro and in SH-SY5Y neuroblastoma cells or N2a neuroblastoma cells, and investigate the regulation of the formation of disease-causing structures of SOD1 and TDP-43 by pathological hydrogen peroxide. Oxidized SOD1 oligomers will be then used to induce the fibrillization of wild-type human TDP-43 and its pathological mutants. We attempt to analyze the structures of SOD1-TDP-43 complex, SOD1 fibrils and TDP-43 fibrils on the molecular level, and to identify the structural features and pathological posttranslational modifications of both SOD1 fibrils and TDP-43 fibrils. DyLight dyes will be used to label oxidized SOD1 oligomers that enter into neuronal cells through endocytosis. Oxidized SOD1 oligomers will be used to induce the autophagy and apoptosis of neuronal cells, and the mislocalization, pathological posttranslational modifications, and aggregation of endogenous SOD1 and TDP-43 will be detected. We will detect pathological posttranslational modifications such as sulfenic acid modification of SOD1 and TDP-43 in pathological samples from ALS patient's brain and spinal cord, in order to explain the role of pathological posttranslational modifications in the pathogenesis of ALS. We hope to demonstrate that pathological hydrogen peroxide could trigger the fibrillization of wild-type SOD1 via sulfenic acid modification of this enzyme in living neuronal cells, accompanied by cytoplasm mislocalization and fibrillization of wild-type TDP-43, thereby inducing neuronal apoptosis and causing the initiation and development of sporadic ALS. Information obtained from this study can enhance our understanding of how hydrogen peroxide regulates SOD1/TDP-43 aggregation and toxicity, and should be useful in the development of new therapeutic regents for ALS.
肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)是一种致命的神经退行性疾病,其重要病理特征之一是铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)和TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)在运动神经元中形成的纤维化聚集体。本项目用病理过氧化氢诱导人野生型SOD1在体外和神经细胞中形成寡聚体和纤维,并用SOD1寡聚体诱导人TDP-43生长纤维,解析SOD1-TDP-43复合物的结构,鉴定SOD1和TDP-43形成纤维的结构特征和病理翻译后修饰,研究病理过氧化氢对ALS相关重要蛋白质致病结构形成的调控;DyLight标记SOD1寡聚体通过胞吞进入神经细胞,检测神经细胞自噬和凋亡及内源SOD1和TDP-43的错误定位和病理翻译后修饰;检测ALS病人临床样本中SOD1和TDP-43的病理翻译后修饰;阐明病理过氧化氢对SOD1和TDP-43积聚和细胞毒性的调控机制及翻译后修饰在ALS发病机制中的作用,为相关药物开发提供新的理论依据。

结项摘要

肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种致命的神经退行性疾病,其重要病理特征之一就是由铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)以及TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)在中枢神经系统的运动神经元以及星形胶质细胞中形成纤维样聚集体。我们用基于双甲酮的次磺酸化检测抗体,检测到无论在体外还是在活的神经细胞中,病理浓度过氧化氢都可以使得野生型SOD1发生次磺酸化修饰,而且这种可逆的氧化修饰对于SOD1生长纤维和发挥病理功能至关重要,质谱检测确定其修饰位点为第111位的半胱氨酸;我们运用免疫共沉淀和酶联免疫的方法检测了ALS病人的脑脊液样本和相同年龄段的对照组病人脑脊液样本,发现散发型ALS病人脑脊液样本中的次磺酸化修饰SOD1水平显著高于对照组,因此次磺酸化修饰SOD1可能是散发型ALS早期诊断生化指标和早期ALS的生物标记物;次磺酸化修饰的SOD1寡聚体能够诱导内源SOD1在胞质中发生异常积聚,同时诱导内源TDP-43错误定位和在胞质中发生异常积聚,最终导致神经细胞发生凋亡;据此我们建立了病理浓度过氧化氢对SOD1和TDP-43积聚和细胞毒性的调控模型。我们在还原条件下制备了高度均一的全长人SOD1淀粉样纤维,发现这些纤维具有显著的细胞毒性,运用冷冻电镜结合三维重构技术,首次在原子水平上解析了全长SOD1纤维的高分辨率冷冻电镜结构(2.95 Å),发现SOD1纤维核心由其N端的3-55区域和C端的86-153区域组成,这两个区域主要通过3对盐桥紧密结合在一起;SOD1纤维由单两股原纤维以左手螺旋的方式缠绕而成;纤维核心的疏水氨基酸侧链向内折叠形成5个疏水空腔,起到了稳定淀粉样纤维结构的作用;通过比较脱辅基SOD1二聚体结构,我们提出在SOD1错误折叠过程中,脱辅基SOD1亚基的一个α-螺旋和由8个β-折叠组成的β-桶状结构转变成SOD1纤维的13个β-折叠结构。上述研究不仅揭示了病理过氧化氢以及次磺酸化修饰在散发型ALS发病机制中的作用,而且在原子水平上揭示了SOD1由生理型向病理型结构转变的机制,也为ALS相关药物开发提供了新的理论依据。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
Myricetin slows liquid-liquid phase separation of Tau and activates ATG5-dependent autophagy to suppress Tau toxicity.
杨梅素减缓 Tau 的液-液相分离并激活 ATG5 依赖性自噬以抑制 Tau 毒性
  • DOI:
    10.1016/j.jbc.2021.101222
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    The Journal of biological chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dai B;Zhong T;Chen ZX;Chen W;Zhang N;Liu XL;Wang LQ;Chen J;Liang Y
  • 通讯作者:
    Liang Y
The residues 4 to 6 at the N-terminus in particular modulate fibril propagation of β2-microglobulin
N 末端的残基 4 至 6 特别调节 β2 微球蛋白的原纤维传播
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Acta Biochim Biophys Sin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Haibin Dang;Zhixian Chen;Wang Chen;Xudong Luo;Pan Liu;Liqiang Wang;Jie Chen;Xuhai Tang;Zhengzhi Wang;Yi Liang
  • 通讯作者:
    Yi Liang
N,O-Benzamide difluoroboron complexes as near-infrared probes for the detection of β-amyloid and tau fibrils
N,O-苯甲酰胺二氟硼复合物作为近红外探针用于检测 β-淀粉样蛋白和 tau 纤维
  • DOI:
    10.1039/d0cc02820g
  • 发表时间:
    2020-07-07
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Chen, Yimin;Yuan, Chang;Cui, Mengchao
  • 通讯作者:
    Cui, Mengchao
Genetic prion disease-related mutation E196K displays a novel amyloid fibril structure revealed by cryo-EM.
冷冻电镜揭示了与遗传性朊病毒疾病相关的突变 E196K 显示出一种新型淀粉样原纤维结构。
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abg9676
  • 发表时间:
    2021-09-10
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Wang LQ;Zhao K;Yuan HY;Li XN;Dang HB;Ma Y;Wang Q;Wang C;Sun Y;Chen J;Li D;Zhang D;Yin P;Liu C;Liang Y
  • 通讯作者:
    Liang Y
TDP-43 aggregation induced by oxidative stress causes global mitochondrial imbalance in ALS
氧化应激诱导的 TDP-43 聚集导致 ALS 中线粒体整体失衡
  • DOI:
    10.1038/s41594-020-00537-7
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nature Structural & Molecular Biology
  • 影响因子:
    16.8
  • 作者:
    Xinxin Zuo;Jie Zhou;Yinming Li;Kai Wu;Zonggui Chen;Zhiwei Luo;Xiaorong Zhang;Yi Liang;Miguel A. Esteban;Yu Zhou;Xiang-Dong Fu
  • 通讯作者:
    Xiang-Dong Fu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

一种用于TOPS SAR-GMTI的空时自适应处理方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    西安电子科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵鹏;孙光才;梁毅;保铮
  • 通讯作者:
    保铮
CD40对烟草烟雾暴露小鼠肺组织Foxp3+Treg细胞的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁毅;何志义;张建全;白晶
  • 通讯作者:
    白晶
辛烯基琥珀酸淀粉酯/海藻酸钠复合薄膜的结构性质分析
  • DOI:
    10.13982/j.mfst.1673-9078.2020.3.022
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    现代食品科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓玺;陆萍;钟怡平;陈玲;梁毅
  • 通讯作者:
    梁毅
果实采前套袋对龙眼果实品质和耐贮性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    瓮红利;林河通;张居念;梁毅;林大才
  • 通讯作者:
    林大才
大容量电池储能系统孤网运行控制策略
  • DOI:
    10.13582/j.cnki.1672-9102.2015.03.014
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    湖南科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程孟增;梁毅;宋颖巍;宋卓然;姚志垒;彭思敏
  • 通讯作者:
    彭思敏

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

梁毅的其他基金

Hsp70调控朊病毒蛋白相分离、聚集和毒性的分子机制研究
  • 批准号:
    32271326
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Hsp70调控朊病毒蛋白相分离、聚集和毒性的分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
全长朊蛋白淀粉样纤维的冷冻电镜结构测定及功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
人Tau蛋白纤维结构传递的机制研究
  • 批准号:
    31570779
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
翻译后修饰对人朊蛋白致病结构形成的调控
  • 批准号:
    31370774
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
锌离子对人Tau蛋白致病结构形成的调控
  • 批准号:
    31170744
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
模拟生理环境中朊蛋白错误折叠与聚集的机制
  • 批准号:
    30970599
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
大分子拥挤环境中溶菌酶错误折叠与聚集的机制
  • 批准号:
    30770421
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钙调蛋白与靶蛋白相互作用及调控机制的信息基础
  • 批准号:
    90408012
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
大分子拥挤环境中蛋白质相互作用的机制
  • 批准号:
    30370309
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码