Modeling protein-membrane interactions

模拟蛋白质-膜相互作用

基本信息

  • 批准号:
    1244207
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 98.84万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-01-01 至 2018-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The interaction of peptides and proteins with lipid membranes is key to many biological processes. Over the past years the PI and his group have developed an implicit membrane model (IMM1) that describes protein-membrane interactions through a solvation free energy term. The model accounts for the effects of surface, transmembrane, and dipole potential and can also model pores of different shapes, making it the most comprehensive model of its kind. The model has been used to address a number of interesting biological problems, including the determination and analysis of membrane-bound protein structures, transmembrane helix association, and membrane insertion of toxins. In this project, this model will be extended in a number of directions. An improved treatment of the lipid headgroup region will yield more accurate results for interfacial binding. Incorporating lateral pressure effects will allow accounting for the effects of lipid composition. Extending the model to curved membranes will allow the study of the mechanism of membrane curvature sensing and generation, which are key in processes like endocytosis or protein sorting. In addition, implicit solvation models for detergents will be developed, aiming to obtain structural information on detergent-peptide complexes, characterize the SDS-denatured state, and study the effect of lipid environment on peptide conformation. At the same time, these methods will be applied to important biological problems, including the structure of the hemagglutinin fusion peptide in bilayers, in micelles, and in implicitly modeled fusion stalks, the conformation of á-synuclein in membranes of different curvature, and the open channel state of colicins. Collaborations with experimental groups will provide synergy between theory and experiment. This research will be carried out at an institution where the majority of the students belong to underrepresented groups and several programs support the participation of undergraduates in research. Several minority students at the high school, undergraduate, or graduate level have participated so far in the research carried out in this lab. This project will train Ph.D. students in the Molecular Biophysics subdiscipline of the Chemistry and Biochemistry doctoral programs at the City University of New York. The methods developed in this lab are available to the research community through the CHARMM program and can be used by theoreticians and experimentalists in academia and industry to address important biological problems, such as membrane protein structure prediction or understanding the mechanism of action of membrane proteins. This project is jointly supported by the Molecular Biophysics Cluster in the Division of Molecular and Cellular Biosciences and the Physics of Living Systems Program in the Physics Division.
肽和蛋白质与脂质膜的相互作用是许多生物过程的关键。在过去的几年里,PI和他的团队开发了一个隐式膜模型(IMM 1),通过溶剂化自由能项描述蛋白质-膜相互作用。 该模型考虑了表面,跨膜和偶极电位的影响,也可以模拟不同形状的孔隙,使其成为同类模型中最全面的模型。该模型已被用来解决一些有趣的生物学问题,包括膜结合蛋白质结构的测定和分析,跨膜螺旋协会,和膜插入毒素。 在本项目中,这一模式将在多个方向上得到推广。脂质头基区域的改进处理将产生界面结合的更准确的结果。消除侧压力效应将允许考虑脂质组成的影响。将该模型扩展到弯曲膜将允许研究膜曲率传感和生成的机制,这是内吞或蛋白质分选等过程的关键。 此外,将开发用于洗涤剂的隐式溶剂化模型,旨在获得洗涤剂-肽复合物的结构信息,表征SDS-变性状态,并研究脂质环境对肽构象的影响。 同时,这些方法将被应用于重要的生物学问题,包括血凝素融合肽在双层、胶束和隐式模型融合柄中的结构,α-突触核蛋白在不同曲率的膜中的构象,以及大肠杆菌素的开放通道状态。与实验小组的合作将提供理论和实验之间的协同作用。这项研究将在一个机构进行,其中大多数学生属于代表性不足的群体和几个程序支持本科生参与研究。 到目前为止,已有几名高中、本科或研究生阶段的少数民族学生参与了本实验室的研究。 该项目将培养博士。她是纽约城市大学化学和生物化学博士课程中分子生物物理学分支的学生。 该实验室开发的方法可通过CHARMM程序提供给研究界,并可由学术界和工业界的理论家和实验学家用于解决重要的生物学问题,如膜蛋白结构预测或了解膜蛋白的作用机制。 该项目由分子和细胞生物科学部的分子生物物理学集群和物理学部的生命系统物理学项目共同支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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:
  • 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.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

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

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

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

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

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

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Themis Lazaridis其他文献

Mechanisms of Negative Membrane Curvature Sensing and Generation
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2019.11.1369
  • 发表时间:
    2020-02-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Binod Nepal;Aliasghar Sepehri;Themis Lazaridis
  • 通讯作者:
    Themis Lazaridis
Modeling the Unbinding Mechanism of the Neutral and Anionic Semi-Quinone from the QA Site of Bacterial Reaction Centers Using Steered Molecular Dynamics Simulations
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2010.12.3116
  • 发表时间:
    2011-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Jennifer Madeo;Maja Mihajlovic;Themis Lazaridis;M.R. Gunner
  • 通讯作者:
    M.R. Gunner
Computational Studies of Interfacial Binding Dynamics of Phospholipase A2
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2010.12.1026
  • 发表时间:
    2011-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Anna Manukyan;Themis Lazaridis
  • 通讯作者:
    Themis Lazaridis
Potential of Mean Force Between Ionizable Amino Acid Side Chains in Lipid Bilayer
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2009.12.2647
  • 发表时间:
    2010-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Olga Yuzlenko;Themis Lazaridis
  • 通讯作者:
    Themis Lazaridis
Membrane Pore Formation by Melittin Derivatives
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2019.11.1382
  • 发表时间:
    2020-02-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Aliasghar Sepehri;Leo PeBenito;Almudena Pino-Angeles;Themis Lazaridis
  • 通讯作者:
    Themis Lazaridis

Themis Lazaridis的其他文献

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

{{ truncateString('Themis Lazaridis', 18)}}的其他基金

Classical MD with Mobile Protons, with Applications to Membrane Proteins
具有移动质子的经典 MD 及其在膜蛋白中的应用
  • 批准号:
    1855942
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: The membrane-bound structure of fusion loops of the Ebola virus envelope glycoprotein
RAPID:埃博拉病毒包膜糖蛋白融合环的膜结合结构
  • 批准号:
    1515890
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Effective Energy Functions for Proteins in Lipid Membranes
脂膜中蛋白质的有效能量函数
  • 批准号:
    0615552
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Effective Energy Functions for Proteins in Lipid Membranes
脂膜中蛋白质的有效能量函数
  • 批准号:
    0316667
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Development of Implicit Solvation Potentials for Biomolecules
生物分子隐式溶剂化势的发展
  • 批准号:
    9974621
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

细胞骨架对鞭毛敏感蛋白FLS2胞吞及其免疫调控机制的研究
  • 批准号:
    32000483
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
内质网、线粒体、细胞核互作网络与钙离子调控机制研究
  • 批准号:
    92054105
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
基于p32-GCS1复合物的线粒体-内质网互作体系鉴定与功能研究
  • 批准号:
    92054106
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    83.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
关于Tetraspanin富集结构域及迁移体的形成机制的研究
  • 批准号:
    32070691
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PKM2调控脂滴与线粒体互作机制及生理功能研究
  • 批准号:
    92054107
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    83.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
基于功能蛋白质组学的线粒体相关内质网膜内源动态蛋白互作网络研究
  • 批准号:
    91954103
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    74.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
CRAC钙通道的功能及调控机制探究
  • 批准号:
    91954205
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    291.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
膜蛋白TMED10调节非经典分泌分子机制的研究
  • 批准号:
    31872832
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
生长素调控植物细胞网格蛋白质膜招募的分子机理研究
  • 批准号:
    31801193
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
NRT1.1磷酸化修饰调控植物侧根发育的分子细胞学机制研究
  • 批准号:
    31871424
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Bridging the gap: joint modeling of single-cell 1D and 3D genomics
弥合差距:单细胞 1D 和 3D 基因组学联合建模
  • 批准号:
    10572539
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Modeling PIEZO associated diseases in Caenorhabditis elegans: from genetics to mechanism
秀丽隐杆线虫 PIEZO 相关疾病建模:从遗传学到机制
  • 批准号:
    10866791
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Modeling DYT1 Dystonia in Patient-derived Neurons
患者源性神经元中 DYT1 肌张力障碍的建模
  • 批准号:
    10863331
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Determinants of retroviral replication in non-native hosts for modeling HIV infection
用于模拟 HIV 感染的非本地宿主逆转录病毒复制的决定因素
  • 批准号:
    10619060
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Rational PROTAC design enabled by integrated in silico molecular modeling and in vitro biomimetic affinity assessment
通过集成计算机分子建模和体外仿生亲和力评估实现合理的 PROTAC 设计
  • 批准号:
    10728205
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Machine learning methods for the analysis and modeling of spatial proteomics data
用于空间蛋白质组数据分析和建模的机器学习方法
  • 批准号:
    10576681
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Data-driven modeling of the vibrational spectroscopy of ion channels
离子通道振动光谱的数据驱动建模
  • 批准号:
    10715048
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Modeling the mucosal glycopeptide mesh for improved disease understanding and mucin-inspired biomaterial design
对粘膜糖肽网进行建模,以提高对疾病的理解和粘蛋白启发的生物材料设计
  • 批准号:
    10715230
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Mathematical Modeling of the Impacts of Prebiotic Dietary Intervention on Immunomodulation During Estrogen Deficiency
雌激素缺乏期间益生元饮食干预对免疫调节影响的数学模型
  • 批准号:
    10593502
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
Multiscale Modeling of B. Anthracis Surface Layer Assembly and Depolymerization by Nanobodies
纳米抗体对炭疽杆菌表面层组装和解聚的多尺度建模
  • 批准号:
    10432488
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 98.84万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了