Mapping of protein-peptide and protein-protein interactions by means of genetically encoded photocrosslinkers

通过基因编码的光交联剂绘制蛋白质-肽和蛋白质-蛋白质相互作用的图谱

基本信息

项目摘要

The project aims at establishing a general methodology to investigate peptide-protein and protein- protein interactions in intact mammalian cells based on the use of unnatural amino acid mutagenesis and photoaffinity crosslinking. This will provide a tool for mapping the topology of interaction sites as well as for searching for unknown interactions between proteins. Our primary molecular target is a membrane protein, the class-B GPCR c orticotropin releasing factor receptor type 1 (CRFR1), which represents the key element of the organism response to stress stimuli. We will use libraries of CRFR1 mutants bearing a single photoactivatable amino acid, p-azido-Phe (Azi), at each position of selected domains to test the ability of each site to capture peptide ligands. In this way we have very recently located the J-domain binding pocket of CRFR1 for the native polypeptide agonist Ucn-I. In project A we will build crosslinking maps of peptide ligands showing different patterns of Gs/Gi activation. In parallel, we will study how interaction sites within the CRFR1-Ucn-I complex change, when the receptor is pre-coupled to specific G-proteins. This will give first information about molecular determinants that trigger different signaling pathways. Project B aims at characterizing the site of crosslinking in the pray molecule at the single amino acids level. First, we will use the azide-alkyne click reaction to achieve site specific chemical crosslinking between Azi residues in the mutant receptors and propargylglycine residues incorporated at different positions of the ligand. In parallel, we will develop a method to purify crosslinked receptors based on the use of a Flag tag paired to a Biotin tag. The latter will be introduced posttranslationally through a transpeptidation reaction catalyzed by Sortase A. Optimized steps of enzymatic digestion will provide crosslinked fragments of low molecular weight to be analyzed with MS/MS. This will allow determining the ligand orientation in the binding pocket and build the first detailed binding model. In project C we will incorporate amino acids bearing benzophenone and diazirine photocrosslinkers into lipid-exposed positions of the transmembrane domains of CRFR1, to investigate the surfaces involved in the formation of homo-dimers. The same receptor mutants will serve as baits to capture other proteins interacting within the transmembrane region, a task that cannot be accomplished with any other currently available method. Crosslinked products will be enriched with the strategy developed in project B and associated proteins will be identified with mass spectrometry. The same approach will be used to map the interaction of type 2 CRFR with the oncoprotein ErbB2, and in the long term to investigate other interactions taking place at the intracellular domains. In perspective the methodology will allow investigating any protein-protein interaction involved in signaling cascades and other cellular processes in the native environment of the live cell.
该项目旨在建立一种基于非自然氨基酸诱变和光亲和交联的方法来研究完整哺乳动物细胞中肽-蛋白和蛋白-蛋白相互作用。这将为绘制相互作用位点的拓扑结构以及寻找蛋白质之间未知的相互作用提供工具。我们的主要分子靶点是一种膜蛋白,b类GPCR c促肾上腺皮质激素释放因子受体1型(CRFR1),它代表了生物体对应激刺激反应的关键因素。我们将使用CRFR1突变体文库,在选择的结构域的每个位置上携带单个光激活氨基酸,p-叠氮多-苯丙氨酸(Azi),以测试每个位点捕获肽配体的能力。通过这种方式,我们最近找到了天然多肽激动剂Ucn-I的CRFR1的j结构域结合袋。在项目A中,我们将构建显示不同Gs/Gi激活模式的肽配体的交联图。同时,我们将研究当受体预偶联到特定的g蛋白时,CRFR1-Ucn-I复合体内的相互作用位点是如何变化的。这将提供关于触发不同信号通路的分子决定因素的第一手信息。项目B旨在在单氨基酸水平上表征祈祷分子中交联的位点。首先,我们将使用叠氮化物-炔点击反应来实现突变受体中的叠氮化物残基与配体不同位置上的丙基甘氨酸残基之间的位点特异性化学交联。同时,我们将开发一种基于使用与生物素标签配对的Flag标签来纯化交联受体的方法。后者将通过Sortase a催化的转肽化反应在翻译后引入,优化的酶切步骤将提供低分子量的交联片段,用于MS/MS分析。这将允许确定结合口袋中的配体方向,并建立第一个详细的结合模型。在C项目中,我们将把含二苯甲酮和重氮嘧啶光交联剂的氨基酸纳入CRFR1跨膜结构域的脂质暴露位置,以研究参与形成同型二聚体的表面。相同的受体突变体将作为捕获跨膜区域内相互作用的其他蛋白质的诱饵,这是目前任何其他可用方法都无法完成的任务。交联产物将通过项目B中开发的策略进行富集,相关蛋白将通过质谱法进行鉴定。同样的方法将用于绘制2型CRFR与癌蛋白ErbB2的相互作用,并在长期内研究发生在细胞内结构域的其他相互作用。从长远来看,该方法将允许在活细胞的天然环境中研究任何涉及信号级联反应和其他细胞过程的蛋白质-蛋白质相互作用。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Incorporation of Unnatural Amino Acids into Proteins Expressed in Mammalian Cells.
  • DOI:
    10.1016/bs.mie.2016.05.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Serfling;Irene Coin
  • 通讯作者:
    R. Serfling;Irene Coin
Optimizing the Genetic Incorporation of Chemical Probes into GPCRs for Photo-crosslinking Mapping and Bioorthogonal Chemistry in Live Mammalian Cells.
优化化学探针与 GPCR 的遗传整合,用于活体哺乳动物细胞中的光交联作图和生物正交化学
Mapping of Protein Interfaces in Live Cells Using Genetically Encoded Crosslinkers.
  • DOI:
    10.1007/978-1-4939-7574-7_14
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. Seidel;Irene Coin
  • 通讯作者:
    L. Seidel;Irene Coin
Structural insight into the activation of a class B G-protein-coupled receptor by peptide hormones in live human cells
  • DOI:
    10.7554/elife.27711
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    L. Seidel;B. Zarzycka;S. Zaidi;V. Katritch;Irene Coin
  • 通讯作者:
    L. Seidel;B. Zarzycka;S. Zaidi;V. Katritch;Irene Coin
{{ 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 }}

Professorin Dr. Irene Coin其他文献

Professorin Dr. Irene Coin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('Professorin Dr. Irene Coin', 18)}}的其他基金

Screening of ligand binding sites of a G-protein coupled receptors by using photocrosslinking
使用光交联筛选 G 蛋白偶联受体的配体结合位点
  • 批准号:
    113950207
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Fellowships
New Polymer Belts for Lipid-Bilayer Nanodiscs to Study the Molecular Basis of GPCR Signalling
用于脂质双层纳米圆盘的新型聚合物带,用于研究 GPCR 信号转导的分子基础
  • 批准号:
    445989742
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Determining topology of beta-arrestin binding to non-visual G-protein coupled receptors in live cells via genetic incorporation of chemical tools
通过化学工具的遗传掺入确定活细胞中 β-arrestin 与非视觉 G 蛋白偶联受体结合的拓扑结构
  • 批准号:
    316443431
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

有翅与无翅蚜虫差异分泌唾液蛋白Cuticular protein在调控植物细胞壁免疫中的功能
  • 批准号:
    32372636
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
原发性开角型青光眼中SIPA1L1促进小梁网细胞外基质蛋白累积升高眼压的作用机制
  • 批准号:
    82371054
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
胆固醇合成蛋白CYP51介导线粒体通透性转换诱发Th17/Treg细胞稳态失衡在舍格伦综合征中的作用机制研究
  • 批准号:
    82370976
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
细胞周期蛋白依赖性激酶Cdk1介导卵母细胞第一极体重吸收致三倍体发生的调控机制研究
  • 批准号:
    82371660
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
转运蛋白RCP调控巨噬细胞脂肪酸氧化参与系统性红斑狼疮发病的机制研究
  • 批准号:
    82371798
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
G蛋白偶联受体GPR110调控Lp-PLA2抑制非酒精性脂肪性肝炎的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370865
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蛋白精氨酸甲基化转移酶PRMT5调控PPARG促进巨噬细胞M2极化及其在肿瘤中作用的机制研究
  • 批准号:
    82371738
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
紧密连接蛋白PARD3下调介导黏膜上皮屏障破坏激活STAT3/SNAI2通路促进口腔白斑病形成及进展的机制研究
  • 批准号:
    82370954
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Mapping tumor specific immunopeptidome for antibody-based targeted therapy
绘制肿瘤特异性免疫肽组用于基于抗体的靶向治疗
  • 批准号:
    10604941
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Genome-wide mapping and characterization of exitrons in human cancer
人类癌症中激子的全基因组图谱和表征
  • 批准号:
    10362364
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Integrative Single Cell isoform and chromatin accessibility Mapping of Chronic Opioid Exposure in Cognitive Brain Areas in HIV
HIV认知脑区慢性阿片类药物暴露的综合单细胞亚型和染色质可及性图谱
  • 批准号:
    10494078
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Integrative Single Cell isoform and chromatin accessibility Mapping of Chronic Opioid Exposure in Cognitive Brain Areas in HIV
HIV认知脑区慢性阿片类药物暴露的综合单细胞亚型和染色质可及性图谱
  • 批准号:
    10879756
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Integrative Single Cell isoform and chromatin accessibility Mapping of Chronic Opioid Exposure in Cognitive Brain Areas in HIV
HIV认知脑区慢性阿片类药物暴露的综合单细胞亚型和染色质可及性图谱
  • 批准号:
    10220523
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Optimization of enzyme immobilization procedures to improve protein digestion and peptide mapping
优化酶固定程序以改善蛋白质消化和肽图分析
  • 批准号:
    565916-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Integrative Single Cell isoform and chromatin accessibility Mapping of Chronic Opioid Exposure in Cognitive Brain Areas in HIV
HIV认知脑区慢性阿片类药物暴露的综合单细胞亚型和染色质可及性图谱
  • 批准号:
    10655622
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Integrative Single Cell isoform and chromatin accessibility Mapping of Chronic Opioid Exposure in Cognitive Brain Areas in HIV
HIV认知脑区慢性阿片类药物暴露的综合单细胞亚型和染色质可及性图谱
  • 批准号:
    10657960
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
T Cell Receptor Forces: From Molecular Mapping to Cancer Therapeutic Triggering
T 细胞受体力:从分子图谱到癌症治疗触发
  • 批准号:
    10247093
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
T Cell Receptor Forces: From Molecular Mapping to Cancer Therapeutic Triggering
T 细胞受体力:从分子图谱到癌症治疗触发
  • 批准号:
    10457015
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了