疏水性N端信号肽及C端GPI定位信号序列对朊病毒蛋白错误折叠的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670160
  • 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:
    C0107.病毒学
  • 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

Prion diseases are a group of degeneration diseases which caused by misfolding of prion protein (PrP). Till now, the understanding of molecular mechanism of prion protein conformational conversion is limited. The cellular nascent synthetic Pre-pro-PrP contains N-terminal signal peptide (N-SP) and GPI anchor peptide signal sequence (GPI-PSS) which can be removed in endoplasmic reticulum (ER). However, the abnormal translocation of Pre-pro-PrP always leads to the intracellular retaining of prion protein. Ctm/Ntm-PrP are transmembrane forms of PrP located on ER membrane and cyto-PrP is located in cytoplasm. Both of the Ctm-PrP and cyto-PrP retains the N-terminal signal peptide, and cyto-PrP also contains the GPI-anchor peptide. Little is known about how the hydrophobic N-signal peptide and GPI-anchor signal sequence influence the conformational change of prion protein. In current project, we aim to study the misfolding behavior of intracellular retained prion protein. The thermal stability and secondary structure of prion proteins with or without the sequences mentioned above will be studied. Meanwhile, the aggregation dynamics will be detected by ThT fluorescence or UV turbidity assay. The PK resistance and detergent solubility assay will be applied to compare the classic biochemical feature of PrPSc-like aggregates. Furthermore, we plan to investigate the intracellular retain, location and the neuro toxicity of misfolded prion protein with N-SP or/and GPS-PSS. Combining these results, we expect to clarify the impact of N-SP and GPI-PSS on the misfolding of prion protein. These studies may provide experimental evidences for understanding the biochemical basis of sporadic and familial prion diseases, and may provide new clues for prevention and treatment of prion diseases and other neuro-degenerative diseases.
朊病毒病是一类由朊病毒蛋白错误折叠引起的神经退变性疾病,然而朊病毒蛋白PrPC最初自发变构形成异常的具有神经毒性的病理型构象PrPSc的原因目前仍不清楚。细胞内合成的前体朊病毒蛋白在分泌过程中的异常通常会导致其在细胞内滞留,形成跨内质网膜的Ctm/Ntm-PrP或游离在胞浆中的cyto-PrP形式。我们前期的研究也发现朊病毒蛋白病理突变体E200K在细胞内的滞留及聚集(Wang Z, Xiao GF & Zhou Z, BBA 2016)。胞内滞留型朊病毒蛋白通常保留N端信号肽区域或/及C端GPI定位信号序列,这些疏水序列对于朊病毒蛋白错误折叠的影响目前还鲜有研究。本项目拟结合蛋白质生化技术研究N端信号肽及C端GPI定位信号序列等在朊病毒蛋白错误折叠中的作用,并在细胞层面研究这些区域对神经细胞中朊病毒蛋白聚集、定位及毒性的影响。从上述角度为理解朊病毒蛋白自发错误折叠致病的分子机制提供线索。

结项摘要

朊病毒(Prion)又称蛋白质感染颗粒,是只含有蛋白质不含有核酸的亚病毒。朊病毒蛋白由α-螺旋为主的天然构象转变为以β-折叠为主的异常构象与朊病毒疾病的发生发展密切相关。朊病毒蛋白信号肽区域主要由疏水性氨基酸组成,其对于朊病毒蛋白错误折叠的影响目前研究相对较少。圆二色谱结果表明信号肽PrP1-28在六氟异丙醇中显示出典型α-螺旋结构特征,而在水溶液中其α-螺旋含量显著降低而β-折叠含量显著增加。水溶液中PrP1-28具有一定的蛋白酶K抗性且其ThT结合荧光信号有显著的增强,表现出淀粉样纤维的结构特征。PrP1-28与PrP23-231共孵育一定程度上影响了PrP23-231的折叠途径,略微缩短了纤维化的延滞期,且增强了纤维化聚集的ThT荧光强度。PrP1-28与PrP23-232共孵育形成的纤维化聚集具有较强的蛋白酶K抗性。圆二色谱及微量热泳动实验表明PrP1-28能与带负电POPS脂质体特异性结合,且导致其二级结构进一步转变为β-折叠占主构象。朊病毒蛋白PrP23-231同样可以与POPS特异性结合且导致α-螺旋丧失及β-折叠含量的显著增加。同时,POPS的结合能够不同程度增强PrP23-231及信号肽PrP1-28样品的ThT荧光信号,反映出类淀粉样纤维化聚集的生成。然而,电中性POPC脂质体对PrP1-28及PrP23-231的结构均无显著影响。在细胞水平研究结果表明经内质网转运抑制剂处理后,朊病毒蛋白在细胞内的聚集表现出显著的细胞毒性。此外,研究发现没食子酸衍生物鞣花酸及五没食子酰葡萄糖能够与朊病毒蛋白结合并抑制朊病毒蛋白纤维化聚集的形成。在鞣花酸或五没食子酰葡萄糖存在下朊病毒蛋白形成的聚集体蛋白酶K抗性较弱且能够被去垢剂降解。上述研究结果为理解疏水信号肽对朊病毒蛋白错误折叠聚集的影响提供了一定的实验证据,为朊病毒疾病及相关蛋白质构象病的治疗提供了重要线索。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Walnut pellicle phenolics greatly influence the extraction and structural properties of walnut protein isolates
核桃皮酚类物质极大地影响核桃分离蛋白的提取和结构特性
  • DOI:
    10.1016/j.foodres.2021.110163
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Food Research International
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Yan Chunjun;Zhou Zheng
  • 通讯作者:
    Zhou Zheng
A novel RSV F-Fc fusion protein vaccine reduces lung injury induced by respiratory syncytial virus infection
新型RSV F-Fc融合蛋白疫苗可减轻呼吸道合胞病毒感染引起的肺损伤
  • DOI:
    10.1016/j.antiviral.2019.02.017
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Antiviral Research
  • 影响因子:
    7.6
  • 作者:
    Zhang Yanjun;Zhou Zheng;Zhu Sheng-Lin;Zu Xiangyang;Wang Zonglin;Zhang Lei-ke;Wang Wei;Xiao Gengfu
  • 通讯作者:
    Xiao Gengfu
Ellagic acid and pentagalloylglucose are potential inhibitors of prion protein fibrillization.
鞣花酸和五没食子酰葡萄糖是朊病毒蛋白纤维化的潜在抑制剂。
  • DOI:
    10.1016/j.ijbiomac.2021.01.045
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Yan Chunjun;Zhou Zheng
  • 通讯作者:
    Zhou Zheng
Ellagic acid can act as a chaperone and suppress the heat-induced amyloid-like aggregation of ovalbumin
鞣花酸可以作为伴侣并抑制热诱导的卵清蛋白的淀粉样蛋白聚集
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2019.105408
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Food Hydrocolloids
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Yan Chunjun;Zhou Zheng
  • 通讯作者:
    Zhou Zheng

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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

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          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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