发展新型蛋白质定点双标记方法研究β-Arrestin-1动态构象变化

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31800716
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    黄爱萍
  • 依托单位：
    中国科学院天津工业生物技术研究所
  • 学科分类：
    C0509.生物学过程与代谢
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The study of conformational dynamics in proteins through single molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET) may have great importance for proteins. However, site-specific dual-labling of proteins constrict the application of smFRET. We synthesized 2-amino-3-(4-mercaptophenyl)propanoic acid, and incorporated them into β-arrestin-1 at distinct sites through genetic codon expansion. We also inserted a binding motif (CCPGCC) into β-arrestin-1. These two positions can react with BODIPY and FLAsH specifically in biocompatible conditions, permitting the introduction of FRET donor and acceptor fluorophphores into β-arrestin-1. We will probe conformational dynamics in dual-labled β-arrestin-1 under combination with different proteins. Because this method is convenient and biocompatible, we hope it could become a universal method for dual-labling of proteins and have great applications in developing new drugs.
利用单分子荧光共振能量转移（smFRET）方法研究蛋白质的动态构象变化对于蛋白质科学具有重要意义。限制smFRET应用范围的主要瓶颈是蛋白质的定点双标记。针对此问题，我们合成了对巯基苯丙氨酸，通过基因密码子扩展方法插入到β-arrestin-1的特定位点，同时引入四半胱氨酸序列（CCPGCC）。这两个位点可以在生物兼容条件下分别与BODIPY和FLAsH染料特异性的反应，实现在β-arrestin-1上同时标记荧光供体和受体探针。我们将利用smFRET技术检测双标记的β-arrestin-1突变体在结合不同蛋白情况下的动态构象变化，解析β-arrestin-1介导的信号传递机制。由于此双标记方法简便、生物兼容，我们希望此方法成为蛋白质双标记的通用方法，并在新药发展方面获得重要应用。

结项摘要

利用单分子荧光共振能量转移（smFRET）方法研究蛋白质的动态构象变化对于蛋白质科学具有重要意义。限制smFRET应用范围的主要瓶颈是蛋白质的定点双标记。我们设计合成了非天然氨基酸对硒基苯丙氨酸，并通过基因密码子扩展方法把对硒基苯丙氨酸引入磷酸三酯酶，突变体蛋白在中性条件下kcat提高了11.6倍左右，kcat/Km提高到野生型3倍左右，酶在中性条件下催化能力得到显著提高。我们还通过基因密码子扩展方法将非天然氨基酸SeF引入到β-arrestin-1的特定位点，同时引入四半胱氨酸序列（CCPGCC）。这两个位点可以在生物兼容条件下分别与BODIPY和FLAsH染料特异性的反应，实现在β-arrestin-1上同时标记荧光供体和受体探针。通过单分子FRET 检测磷酸化GPCR 调控arrestin的不同构象状态分布。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Genetic Incorporation of Selenotyrosine Significantly Improves Enzymatic Activity of Agrobacterium radiobacter Phosphotriesterase
硒代酪氨酸的遗传掺入显着提高了放射农杆菌磷酸三酯酶的酶活性
  • DOI：
    10.1002/cbic.202000460
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ChemBioChem
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    An Xiaojing;Chen Chao;Wang Tianyuan;Huang Aiping;Zhang Dawei;Han Ming-Jie;Wang Jiangyun
  • 通讯作者：
    Wang Jiangyun

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其他文献

Geometric lattice structure of covering-based rough sets through matroids
通过拟阵的基于覆盖的粗糙集的几何晶格结构
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Applied Mathematics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄爱萍;祝峰
  • 通讯作者：
    祝峰
Van der Hoeve综合征型耳聋患者COL1A1基因变异分析及临床防治探讨
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    中华耳鼻咽喉头颈外科杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄爱萍;高松;黄莎莎;王国建;韩东一;戴朴;袁永一
  • 通讯作者：
    袁永一
航空发动机外部附件振动试验载荷谱编制
  • DOI：
    10.13477/j.cnki.aeroengine.2021.03.009
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    航空发动机
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李继世;张大义;黄爱萍;王光卫;刘春鹏;石群燕
  • 通讯作者：
    石群燕
含硫醚结构联苯型聚酰亚胺的合成及结构性能表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中山大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘四委;郑雪菲;许家瑞;张艺;肖善雄;黄爱萍;牛新星;张燕珠;池振国;林文璇
  • 通讯作者：
    林文璇
常染色体显性遗传性综合征型聋基因研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    听力学及言语疾病杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄爱萍;朱庆文;袁永一
  • 通讯作者：
    袁永一

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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