Mechanisms of Protein Protection by Desiccation-tolerance Molecules
Mechanisms of Protein Protection by Desiccation-tolerance Molecules
批准号:
2203505
负责人:
Gary Pielak
金额:
$49.5万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Continuing Grant
财政年份:
2022
资助国家:
美国
项目状态:
未结题
起止时间:
2022-09-01 至 2025-08-31
中文摘要
通过这个奖项,化学部门的生命过程化学项目资助了北卡罗来纳大学教堂山分校的Gary J. Pielak博士,以研究大小耐干燥分子使用的蛋白质保护机制。被选择在干燥环境中生存的生物体是通过制造保护性分子来做到这一点的,但保护的机制大多是未知的。从实践的角度来看,了解脱水保护将改善生物制造工艺和生物基产品,如生物药物和工业酶。这些研究将为研究生和本科生提供蛋白质化学和物理生物化学方面的专业培训,这是基础和工业研究的有用技能。PI还将与卡罗莱纳盟约(Carolina Covenant)合作,培养对化学研究感兴趣的学生。卡罗莱纳盟约是一个帮助低收入的北卡罗来纳大学学生无债务毕业的项目。提出的解释干燥保护的四个主要观点——保水、玻璃化、水替代和分子屏蔽假说——将通过结合蛋白质工程、核磁共振光谱、傅立叶变换红外光谱和流变学来检验。最常见的天然保护性小分子是不还原性双糖海藻糖,但也有几类保护性无序蛋白质。研究最充分的成员是晚期胚胎发生丰富(LEA)蛋白,它在植物中发现,但也在动物中发现。最近发现的一类保护蛋白-细胞质丰富的热可溶性(CAHS)蛋白-是缓步动物所特有的。CAHS蛋白之所以引人注目,不仅是因为它们能保护其他蛋白质和酶,还因为它们能形成保护凝胶。该项目将比较和对比每种类型的保护性分子,以更好地了解它们的结构如何有助于生物体在脱水条件下的生存。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
With this award, the Chemistry of Life Processes Program in the Chemistry Division is funding Dr. Gary J. Pielak from the University of North Carolina at Chapel Hill to investigate mechanisms of protein protection used by large and small desiccation tolerance molecules. Organisms selected to survive desiccation do so by making protective molecules, but the mechanisms of protection are mostly unknown. From a practical perspective, understanding dehydration protection will improve biomanufacturing processes and bio-based products, such as biologic drugs and industrial enzymes. These studies will provide graduate and undergraduate students with specialized training in protein chemistry and physical biochemistry, which are useful skills for basic and industrial research. The PI will also work with the Carolina Covenant, a program that helps low-income UNC students graduate debt-free, to train students interested in chemistry research.The four main ideas proposed to explain desiccation protection — water retention, vitrification, water replacement and molecular shield hypotheses — will be tested by using a combination of protein engineering, nuclear magnetic resonance spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and rheometry. The most common natural protective small molecule is the nonreducing disaccharide, trehalose, but there are also several classes of protective disordered proteins. The most well-studied members are the Late Embryogenesis Abundant (LEA) proteins, which were discovered in plants but are also found in animals. The most recently discovered class of protective proteins — Cytosolic Abundant Heat Soluble (CAHS) proteins — are unique to tardigrades. CAHS proteins are remarkable not only because they protect other proteins and enzymes but also because they form protective gels. This project will compare and contrast each of these types of protective molecules to better understand how their structures contribute to the survival of organisms under dehydrating conditions.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.
期刊论文(3)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI:
10.1021/acs.biochem.2c00692
发表时间:
2023-03-07
期刊:
BIOCHEMISTRY
影响因子:
2.9
作者:
[Brom, Julia A., Petrikis, Ruta G., Pielak, Gary J.]
通讯作者:
Pielak, Gary J.
NSF-BSF: Macromolecular crowding in vitro and in cells
-
批准号:2335137
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$75.0万
-
财政年份:2024
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
Macromolecular crowding in vitro and in cells
-
批准号:1909664
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$90.0万
-
财政年份:2019
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
Encapsulation and Protein Stability
-
批准号:1607359
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$35.39万
-
财政年份:2016
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
Macromolecular crowding in vitro and in cells
-
批准号:1410854
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$121.94万
-
财政年份:2014
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
Protein Biophysics in Cells
-
批准号:0516547
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$0.0万
-
财政年份:2006
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
Protein Biophysics in Cells
-
批准号:0212939
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$44.67万
-
财政年份:2002
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
Cytochrome c and Apoptosis
-
批准号:0109366
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$10.0万
-
财政年份:2001
-
负责人:Gary Pielak
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
子宫内膜间质与巨噬细胞之间通过Protein S-MerTK-Apelin信号对
话促进子宫腺肌病蜕膜化缺陷的机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:吕海宁
-
依托单位:
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
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:郭慧娟
-
依托单位:
抑制Protein Kinase D促进胚胎干细胞自我更新的分子机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:54万元
-
批准年份:2022
-
负责人:叶守东
-
依托单位:
C2 DOMAIN PROTEIN 1 (C2DP1)基因家族在植物开花调控中的功能研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2022
-
负责人:
-
依托单位:
凡纳滨对虾Laccase-like protein非酶活依赖参与抗WSSV免疫的分子机制
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:10.0万元
-
批准年份:2022
-
负责人:史黎黎
-
依托单位:
帽结合蛋白(cap binding protein)调控乙烯信号转导的分子机制
-
批准号:32170319
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:58.00万元
-
批准年份:2021
-
负责人:董春海
-
依托单位:
玉米基因Dirigent protein 4的克隆和功能鉴定
-
批准号:32101754
-
项目类别:青年科学基金项目(C类)
-
资助金额:30.0万元
-
批准年份:2021
-
负责人:秦涛
-
依托单位:
帽结合蛋白(cap binding protein)调控乙烯信号转导的分子机制
-
批准号:--
-
项目类别:--
-
资助金额:58万元
-
批准年份:2021
-
负责人:董春海
-
依托单位:
锌指蛋白33B(Zinc finger protein 33B, ZNF33B)抑制乙型脑炎病毒复制的功能与分子机制研究
-
批准号:32072901
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:58.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:李祥敏
-
依托单位:
锌指蛋白33B(Zinc finger protein 33B, ZNF33B)抑制乙型脑炎病毒复制的功能与分子机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:--
-
资助金额:58万元
-
批准年份:2020
-
负责人:李祥敏
-
依托单位: