Unbiased search for structure/function correlates in K+ channels - Exploiting viral molecular evolution to study ion channel functionality

无偏见地搜索 K 通道中的结构/功能相关性 - 利用病毒分子进化来研究离子通道功能

基本信息

项目摘要

The function of a K+-channel is mainly determined by its structure. The relevant complex and synergistic structure/function correlates, which operate in the folded protein, are commonly studied by comparing the function of structurally diverse orthologs. Here we propose a new approach, which should provide an unpreceeded high variability of K+-channel orthologs. The strategy is based on isolation and functional characterization of viral K+-channels from environmental samples, where Chlorella viruses are abundant. Nearly all these viruses contain a gene for a very small K+-channel under high selective pressure, as these channels are essential for host infection. In this project we will a) isolate viral DNA from diverse environmental samples, b) amplify contained viral K+-channel genes by specific viral K+-channel primers; c) build a rich sequence library of K+-channel orthologs; d) annotated these functionally by yeast complementation; e) determine in silico the (co)evolutionary signatures in the sequences and thus boundaries of evolutionary dynamics; f) build a library of necessary molecular dynamical details beyond simple structural insight, which are necessary for functional K+-channels; and g) gain insight into the evolutionary origins of viral proteins.
钾离子通道的功能主要由其结构决定。相关的复杂性和协同作用的结构/功能的相关性,在折叠的蛋白质,通常通过比较结构不同的直系同源物的功能进行研究。在这里,我们提出了一种新的方法,它应该提供一个前所未有的高变异性的K+通道直系同源。该策略基于从小球藻病毒丰富的环境样本中分离病毒K+通道并对其进行功能表征。几乎所有这些病毒都含有在高选择压力下的非常小的K+通道的基因,因为这些通道对于宿主感染是必需的。本项目将a)从不同的环境样品中分离病毒DNA,B)通过特异性的病毒K+通道引物扩增所含的病毒K+通道基因,c)构建丰富的K+通道同源序列库,d)通过酵母互补法对这些同源序列进行功能注释,e)通过计算机模拟确定序列中的(共)进化特征,从而确定进化动力学的边界; f)建立一个必要的分子动力学细节库,而不仅仅是简单的结构洞察力,这是功能性K+通道所必需的;和g)深入了解病毒蛋白质的进化起源。

项目成果

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专利数量(0)
Viruses infecting marine picoplancton encode functional potassium ion channels.
  • DOI:
    10.1016/j.virol.2014.05.002
  • 发表时间:
    2014-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    F. Siotto;C. Martin;O. Rauh;J. V. Van Etten;I. Schroeder;A. Moroni;G. Thiel
  • 通讯作者:
    F. Siotto;C. Martin;O. Rauh;J. V. Van Etten;I. Schroeder;A. Moroni;G. Thiel
Cotranslational Intersection between the SRP and GET Targeting Pathways to the Endoplasmic Reticulum of Saccharomyces cerevisiae
SRP 和 GET 靶向酿酒酵母内质网途径之间的共翻译交叉
  • DOI:
    10.1128/mcb.00131-16
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Y. Wölfle;Fitzke;Rospert
  • 通讯作者:
    Rospert
Visual analysis of patterns in multiple amino acid mutation graphs
Large dsDNA chloroviruses encode diverse membrane transport proteins.
  • DOI:
    10.1016/j.virol.2015.02.025
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    G. Thiel;T. Greiner;D. Dunigan;A. Moroni;J. V. Van Etten
  • 通讯作者:
    G. Thiel;T. Greiner;D. Dunigan;A. Moroni;J. V. Van Etten
Potassium Ion Channels: Could They Have Evolved from Viruses?1[W]
  • DOI:
    10.1104/pp.113.219360
  • 发表时间:
    2013-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    G. Thiel;A. Moroni;G. Blanc;J. V. Van Etten
  • 通讯作者:
    G. Thiel;A. Moroni;G. Blanc;J. V. Van Etten
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