Nanoscale dynamics and molecular recognition kinetics of a disordered protein

无序蛋白质的纳米级动力学和分子识别动力学

基本信息

  • 批准号:
    1817684
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 65万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-06-01 至 2022-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nanoscale protein motions govern the assembly and actions of macromolecular machinery, such as receptor signaling, protein synthesis, and DNA replication. Nevertheless, nanoscale protein dynamics remains a largely unexplored frontier because of a paucity of applicable experimental methods. This research will employ a novel technique, neutron spin echo spectroscopy (NSE), and theoretical physics to reveal nanoscale protein dynamics. Further, the researchers will investigate how nanoscale protein motions influence the kinetics of protein-protein association. This research will improve our understanding of the role of nanoscale protein motions. It will also demonstrate that NSE can provide unique and important new insights into the mechanics of protein molecular machines. The program will provide opportunities for training young scientists, and provide opportunities to integrate materials into undergraduate and graduate courses on molecular biophysics. The specific goal of this research project is to determine the relationship between nanoscale protein motions and the protein association rate constant in flexible proteins with significantly disordered regions. This research group will apply neutron spin echo (NSE) technique to determine nanoscale protein motions, and utilize their novel theoretical physics framework involving non-equilibrium statistical mechanics to interpret the NSE data. By combining NSE and protein binding kinetics experiments, this group will demonstrate that electrostatic interactions activate and control nanoscale dynamics of an intrinsically disordered protein, which in turn modulates the binding kinetics of binding partners. Theoretical physics analyses will demonstrate that NSE experiments can pinpoint the nanoscale dynamics changes in a highly specific manner. The group will perform a series of structural, dynamics and kinetics experiments with an archetypical phosphorylated protein, in order to prove the hypothesis that nanoscale protein dynamics is a controlling (and controllable) factor in protein association kinetics. This research will establish a firm relationship between nanoscale protein dynamics kinetic association rate constants, in order to better model and predict the kinetics of molecular recognition of flexible and disordered proteins.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
纳米尺度的蛋白质运动控制着大分子机制的组装和行动,如受体信号传导、蛋白质合成和DNA复制。 然而,由于缺乏适用的实验方法,纳米级蛋白质动力学仍然是一个未开发的前沿领域。 这项研究将采用一种新的技术,中子自旋回波光谱(NSE)和理论物理来揭示纳米蛋白质动力学。 此外,研究人员还将研究纳米级蛋白质运动如何影响蛋白质-蛋白质结合的动力学。 这项研究将提高我们对纳米蛋白质运动作用的理解。 它还将证明NSE可以为蛋白质分子机器的机制提供独特而重要的新见解。该计划将为培训年轻科学家提供机会,并提供机会将材料整合到分子生物物理学的本科生和研究生课程中。该研究项目的具体目标是确定具有显著无序区域的柔性蛋白质中纳米级蛋白质运动与蛋白质缔合速率常数之间的关系。 该研究小组将应用中子自旋回波(NSE)技术来确定纳米蛋白质的运动,并利用他们的新理论物理框架,包括非平衡统计力学来解释NSE数据。通过结合NSE和蛋白质结合动力学实验,该小组将证明静电相互作用激活和控制内在无序蛋白质的纳米级动力学,从而调节结合伴侣的结合动力学。 理论物理分析将证明NSE实验可以以高度特定的方式精确定位纳米级动力学变化。 该小组将用典型的磷酸化蛋白质进行一系列结构,动力学和动力学实验,以证明纳米级蛋白质动力学是蛋白质缔合动力学的控制(和可控)因素的假设。 这项研究将建立纳米级蛋白质动力学动力学关联速率常数之间的牢固关系,以便更好地建模和预测柔性和无序蛋白质的分子识别动力学。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
α-Catenin Structure and Nanoscale Dynamics in Solution and in Complex with F-Actin
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2018.07.005
  • 发表时间:
    2018-08-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Nicholl, Iain D.;Matsui, Tsutomu;Bu, Zimei
  • 通讯作者:
    Bu, Zimei
Dynamic structure of the full-length scaffolding protein NHERF1 influences signaling complex assembly
  • DOI:
    10.1074/jbc.ra119.008218
  • 发表时间:
    2019-07-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Bhattacharya, Shibani;Stanley, Christopher B.;Bu, Zimei
  • 通讯作者:
    Bu, Zimei
An ensemble of cadherin-catenin-vinculin complex employs vinculin as the major F-actin binding mode
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2023.04.026
  • 发表时间:
    2023-06-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Shi,Bright;Matsui,Tsutomu;Bu,Zimei
  • 通讯作者:
    Bu,Zimei
{{ 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 }}

Zimei Bu其他文献

Dynamic Propagation of Long-Range Allosteric Signals by Nanoscale Protein Domain Motion Revealed by Neutron Spin Echo Spectroscopy
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2010.12.1430
  • 发表时间:
    2011-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Zimei Bu;David J.E. Callaway
  • 通讯作者:
    David J.E. Callaway

Zimei Bu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('Zimei Bu', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Nanoscale structure and dynamics of a cell-cell adhesion complex
合作研究:细胞-细胞粘附复合物的纳米级结构和动力学
  • 批准号:
    2202202
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

β-arrestin2- MFN2-Mitochondrial Dynamics轴调控星形胶质细胞功能对抑郁症进程的影响及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
发展基因编码的荧光探针揭示趋化因子CXCL10的时空动态及其调控机制
  • 批准号:
    32371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
  • 批准号:
    LY21E080004
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
磁性薄膜和磁性纳米结构中的自旋动力学研究
  • 批准号:
    11174131
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
星系结构基本单元星团的研究
  • 批准号:
    11043006
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
星系恒星与气体的动力学演化
  • 批准号:
    11073025
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
在我们的门前发掘化石——利用中国即将开展的巡天来研究银河系的演化
  • 批准号:
    11043005
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
物体运动对流场扰动的数学模型研究
  • 批准号:
    51072241
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
弦场论及Tachyon动力学
  • 批准号:
    10705008
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
微分遍历理论和廖山涛的一些方法的应用
  • 批准号:
    10671006
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Nanoscale assembly of amyloid oligomers at physiologically relevant conditions
淀粉样蛋白寡聚物在生理相关条件下的纳米级组装
  • 批准号:
    10733250
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Nanoscale Temperature Mapping and Thermal Regulation of Intracellular Dynamics
纳米级温度测绘和细胞内动力学的热调节
  • 批准号:
    10502123
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Nanoscale Temperature Mapping and Thermal Regulation of Intracellular Dynamics
纳米级温度测绘和细胞内动力学的热调节
  • 批准号:
    10687130
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Nanoscale dynamics of voltage-gated calcium channels at presynaptic active zones in live C. elegans
活线虫突触前活动区电压门控钙通道的纳米级动力学
  • 批准号:
    10254604
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Nanoscale dynamics of voltage-gated calcium channels at presynaptic active zones in live C. elegans
活线虫突触前活动区电压门控钙通道的纳米级动力学
  • 批准号:
    10056911
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Identifying determinants of HIV-1 responsible for the nanoscale distribution and dynamics of virus assembly
确定负责病毒组装的纳米级分布和动态的 HIV-1 决定因素
  • 批准号:
    10411571
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Identifying determinants of HIV-1 responsible for the nanoscale distribution and dynamics of virus assembly
确定负责病毒组装的纳米级分布和动态的 HIV-1 决定因素
  • 批准号:
    9920086
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Identifying determinants of HIV-1 responsible for the nanoscale distribution and dynamics of virus assembly
确定负责病毒组装的纳米级分布和动态的 HIV-1 决定因素
  • 批准号:
    10849961
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Nanoscale structure and function of desmosomes
桥粒的纳米结构和功能
  • 批准号:
    10380815
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
Identifying determinants of HIV-1 responsible for the nanoscale distribution and dynamics of virus assembly
确定负责病毒组装的纳米级分布和动态的 HIV-1 决定因素
  • 批准号:
    10391477
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 65万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了