ABI Innovation: Development of Glycan Modeling and Simulation Toolset

ABI Innovation:聚糖建模和模拟工具集的开发

基本信息

  • 批准号:
    1561372
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 54.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-07-01 至 2016-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Carbohydrates are sugars or chains of sugars that are also referred to as glycans. They can can be covalently attached to proteins (glycoproteins) and lipids (glycolipids), or exist as small, soluble molecules. Experimental techniques for studying glycans are not as well developed as for other types of biomolecules, including a lack of computational tools. This means it can be hard to decide which glycans contribute to protein function, how they act to modulate this function, and how to modify them to optimize interesting properties. Structural records of proteins, including glycosylated proteins, are appearing in ever larger numbers in the Protein Data Bank (PDB). By selecting these glycosylated protein structures for deeper investigation with sophisticated computational tools, a knowledge-based approach to understanding the relationship between their structure, function and biological roles can be built. Knowledge based approaches allow both top-down understanding of biological roles, and bottom-up simulations of structural fluctuations at the atomic level; the latter provide very deep insight into how different glycans affect the folding and function of modified proteins. In addition, most proteins in cell membranes are glycosylated, which is important to cell recognition and signaling; more realistic modeling of biological membranes, provided by the CHARMM-GUI Membrane Builder toolset, will further enrich the available repertoire of membrane structure simulations. This project aims to achieve these goals by developing a comprehensive toolset for glycan modeling and simulation. Both graduate and undergraduate students will be trained in the interdisciplinary computational structural glycobiology. In particular, this project will raise the scientific literacy of the research community through the publication of research results and workshop participation. The main objective of this project is to develop a computational toolset for modeling and simulation of glycan-containing biological systems and to acquire an in-depth and molecular-level understanding of glycan structure, dynamics, and function in the context of glycoproteins, glycolipids, and protein-glycan complexes. A comprehensive toolset for the computational analysis, modeling, and simulation of glycoconjugates and glycan-associated complexes will be developed. This tool set will include (1) Glycan Modeler, a tool for structure prediction of protein-linked glycans from their primary sequences; (2) GLYSUM, the GLYcan monosaccharide SUbstitution Matrix, the glycan equivalent to the BLOSUM matrix; (3) GLDB, Glycan Ligand Database for easy retrieval of protein-glycan interaction patterns and motifs in the PDB; (4) GBS-Predictor, a template-based tool to predict potential glycan binding sites (GBS) in a target protein; and (5) glycolipid-containing Membrane Builder, an intuitive tool to build a complex membrane system containing glycolipids. This project also seeks to foster synergistic scientific research and education on glycan structure, dynamics, and function by making resulting tools available http://www.glycanstructure.org and http://www.charmm-gui.org.
碳水化合物是糖或糖链,也称为聚糖。它们可以共价连接到蛋白质(糖蛋白)和脂质(糖脂)上,也可以作为小的可溶性分子而存在。用于研究聚糖的实验技术不像其他类型的生物分子那样发达,包括缺乏计算工具。这意味着很难确定哪种聚糖有助于蛋白质功能,它们如何调节此功能以及如何修改它们以优化有趣的属性。包括糖基化蛋白在内的蛋白质的结构记录在蛋白质数据库(PDB)中越来越多。通过选择这些糖基化的蛋白质结构来使用复杂的计算工具进行更深入的研究,可以建立一种基于知识的方法来理解其结构,功能和生物学作用之间的关系。基于知识的方法允许对生物学作用的自上而下的理解,以及对原子水平上结构波动的自下而上的模拟。后者对不同的聚糖如何影响改良蛋白的折叠和功能提供了非常深入的见解。另外,细胞膜中的大多数蛋白质都是糖基化的,这对于细胞识别和信号传导很重要。由Charmm-GUI膜构建器工具集提供的生物膜的更现实的模型将进一步丰富膜结构模拟的可用曲目。该项目旨在通过开发用于聚糖建模和仿真的全面工具集来实现这些目标。研究生和本科生都将接受跨学科计算结构糖生物学的培训。特别是,该项目将通过发布研究结果和研讨会参与来提高研究界的科学素养。该项目的主要目的是开发一种计算工具集,用于建模和模拟含聚糖的生物系统,并在糖蛋白,糖脂,糖脂和蛋白质 - 聚糖络合物中对聚糖结构,动态和功能的深入和分子级别的理解。将开发用于计算分析,建模和模拟糖缀合物和聚糖相关复合物的综合工具集。该工具集将包括(1)Glycan Modeler,这是一种从其主要序列中蛋白质连接聚糖进行结构的工具; (2)Glysum,Glycan单糖取代基质,与膨胀基质相当的聚糖; (3)GLDB,聚糖配体数据库,以便于PDB中的蛋白质 - 聚糖相互作用模式和基序轻松检索; (4)GBS-PREDICTOR,这是一种基于模板的工具,可预测靶蛋白中潜在的聚糖结合位点(GB); (5)含糖胶质的膜构建器,这是一种直观的工具,可建造一个复杂的膜系统,其中含有糖脂。该项目还旨在通过提供产生的工具http://www.glycastructure.org和http://www.charmm-gui.org来培养有关聚糖结构,动态和功能的协同科学研究和教育。

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 }}

Wonpil Im其他文献

生存時間解析モデルを用いたベンチャー企業の成長予測
使用生存时间分析模型预测风险投资公司的成长
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takaharu Mori;Naoyuki Miyashita;Wonpil Im;Michael Feig;Yuji Sugita;Masanao Ochi;村上勝彦;株田 達矢
  • 通讯作者:
    株田 達矢
Window Exchange Umbrella Sampling Molecular Dynamics Simulations for Transmembrane Helix Assembly
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2011.11.2174
  • 发表时间:
    2012-01-31
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Soohyung Park;Taehoon Kim;Wonpil Im
  • 通讯作者:
    Wonpil Im
Charmm-Gui NMR Structure Calculator: A Web-Based Tool for Calculating Biomolecular NMR Structures
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2018.11.1559
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Jumin Lee;Yuanpeng J. Huang;Gaetano T. Montelione;Wonpil Im
  • 通讯作者:
    Wonpil Im
Function, Property, and Interaction of Archaeal Lipids: A Molecular Dynamics Simulation Study
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2017.11.2534
  • 发表时间:
    2018-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Shasha Feng;Jeffery B. Klauda;Wonpil Im
  • 通讯作者:
    Wonpil Im
Langevin Dynamics Simulations of Protein Fencing of PIP<sub>2</sub>
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2011.11.3399
  • 发表时间:
    2012-01-31
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Kyu Il Lee;Stuart G. McLaughlin;Wonpil Im;Richard W. Pastor
  • 通讯作者:
    Richard W. Pastor

Wonpil Im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('Wonpil Im', 18)}}的其他基金

Molecular Modeling and Simulation of the Mycobacteria Cell Envelope
分枝杆菌细胞包膜的分子建模和模拟
  • 批准号:
    2111728
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIBR: Computational resources for modeling and analysis of realistic cell membranes
合作研究:CIBR:用于真实细胞膜建模和分析的计算资源
  • 批准号:
    2011234
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Frameworks: Cyberloop for Accelerated Bionanomaterials Design
合作研究:框架:加速生物纳米材料设计的 Cyber​​loop
  • 批准号:
    1931343
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling and Simulation of Bacterial Outer Membranes and Interactions with Proteins
细菌外膜及其与蛋白质相互作用的建模和模拟
  • 批准号:
    1810695
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ABI Sustaining: Maintaining CHARMM-GUI to Support the Biomolecular Modeling and Simulation Community
ABI 维持:维护 CHARMM-GUI 以支持生物分子建模和模拟社区
  • 批准号:
    1660380
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ABI Innovation: Development of Glycan Modeling and Simulation Toolset
ABI Innovation:聚糖建模和模拟工具集的开发
  • 批准号:
    1707207
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Bacterial Outer Membranes and Interactions with Proteins
细菌外膜及其与蛋白质的相互作用
  • 批准号:
    1727508
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNIC: U.S.-Swedish Research on the Structure and Dynamics of Lipopolysaccharides (LPS)
CNIC:美国-瑞典关于脂多糖(LPS)结构和动力学的研究
  • 批准号:
    1664696
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Bacterial Outer Membranes and Interactions with Proteins
细菌外膜及其与蛋白质的相互作用
  • 批准号:
    1516154
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNIC: U.S.-Swedish Research on the Structure and Dynamics of Lipopolysaccharides (LPS)
CNIC:美国-瑞典关于脂多糖(LPS)结构和动力学的研究
  • 批准号:
    1359530
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

建筑学科青年学术沙龙-2023
  • 批准号:
    52342802
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10.00 万元
  • 项目类别:
    专项项目
重大科技基础设施对促进我国科技发展的影响效应研究
  • 批准号:
    72304184
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
技术与制度时空协同演化对区域新兴产业形成的影响机制研究
  • 批准号:
    42301203
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向高质量发展的有意义创新:整合框架、过程机制与政策路径
  • 批准号:
    72374189
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    面上项目
参加第十四届希望会议
  • 批准号:
    22381240031
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    2.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作研究与交流项目

相似海外基金

NSF Engines Development Award: Building an sustainable plastics innovation ecosystem in the Midwest (MN, IL)
NSF 引擎发展奖:在中西部(明尼苏达州、伊利诺伊州)建立可持续塑料创新生态系统
  • 批准号:
    2315247
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
The Influence of Lifetime Occupational Experience on Cognitive Trajectories Among Mexican Older Adults
终生职业经历对墨西哥老年人认知轨迹的影响
  • 批准号:
    10748606
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
An Integrated Model of Contextual Safety, Social Safety, and Social Vigilance as Psychosocial Contributors to Cardiovascular Disease
情境安全、社会安全和社会警惕作为心血管疾病社会心理因素的综合模型
  • 批准号:
    10749134
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
Collaborative Research: Broadening Instructional Innovation in the Chemistry Laboratory through Excellence in Curriculum Development
合作研究:通过卓越的课程开发扩大化学实验室的教学创新
  • 批准号:
    2337028
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
The neural underpinnings of speech and nonspeech auditory processing in autism: Implications for language
自闭症患者言语和非言语听觉处理的神经基础:对语言的影响
  • 批准号:
    10827051
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了