Resolving the molecular mechanism of ion channels by novel FTIR spectroscopic approaches

通过新型 FTIR 光谱方法解析离子通道的分子机制

基本信息

项目摘要

Exploring the mysteries of our brain, and overcoming brain disease are the central aim of the China Brain Project. Failure in structure and/or function of certain ion channel proteins that are related to brain performance, can induce a variety of neurological diseases. However, the poor knowledge of the structure and function of such membrane ion channels limits the understanding of the mechanism of malfunction. To solve this issue, we are aiming to resolve the impact of the membrane potential on the functionality of membrane proteins on the atomistic level. Taking the membrane protein sensory rhodopsin II as an example, we were able to demonstrate by Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy (SEIRAS) how an applied electric field affects the functional changes of a membrane protein monolayer, here a crucial proton transfer step. This achievement was based on the first collaboration between the German principle investigator (Joachim Heberle) and the Chinese principle investigator (Xiue Jiang), who has visited Germany as an Alexander von Humboldt Research Fellow. The present research proposal builds further on this methodology by the application to bacterial homologues of ion channels that are key to brain function. Extending SEIRAS to the time domain will allow for tracing the dynamics of channel gating under an applied electric field. Finally, we aim to modulate the protein functionality by constructing a nanoparticle-membrane ion channel protein hybrid system which will provide new insight into pressing scientific questions in the field of brain science.
探索我们大脑的奥秘,克服大脑疾病是中国大脑工程的中心目标。与脑功能相关的某些离子通道蛋白的结构和/或功能失效可诱发多种神经系统疾病。然而,由于对这种膜离子通道的结构和功能的认识不足,限制了对故障机制的理解。为了解决这一问题,我们的目标是在原子水平上解决膜电位对膜蛋白功能的影响。以膜蛋白感觉视紫红质II为例,我们能够通过表面增强红外吸收光谱(SEIRAS)证明外加电场如何影响膜蛋白单层的功能变化,这里是关键的质子转移步骤。这一成果是基于德国首席研究员Joachim Heberle和作为洪堡研究员访问德国的中国首席研究员Xiue Jiang之间的首次合作。目前的研究计划通过应用于对大脑功能至关重要的离子通道的细菌同源物,进一步建立在这种方法的基础上。将SEIRAS扩展到时域将允许在外加电场下跟踪通道门控的动态。最后,我们的目标是通过构建纳米粒子-膜离子通道蛋白混合系统来调节蛋白质的功能,这将为脑科学领域的紧迫科学问题提供新的见解。

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 }}

Professor Dr. Joachim Heberle其他文献

Professor Dr. Joachim Heberle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('Professor Dr. Joachim Heberle', 18)}}的其他基金

Single molecule IR nanoscopy on solid-supported membrane proteins
固体支持膜蛋白的单分子红外纳米观察
  • 批准号:
    299150119
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Spatio-temporal observation of structural changes in the optogenetic proteins halorhodopsin and YF1
光遗传学蛋白halorhodopsin和YF1结构变化的时空观察
  • 批准号:
    164462190
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Molekulare Grundlagen der Anionenleitfähigkeit neuronaler Glutamattransporter
神经元谷氨酸转运蛋白阴离子电导率的分子基础
  • 批准号:
    5435889
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Elucidation of the mechanism of blue-light reception by vibrational spectroscopy
通过振动光谱阐明蓝光接收机制
  • 批准号:
    5420312
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units

相似国自然基金

配子生成素GGN不同位点突变损伤分子伴侣BIP及HSP90B1功能导致精子形成障碍的发病机理
  • 批准号:
    82371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
MYRF/SLC7A11调控施万细胞铁死亡在三叉神经痛脱髓鞘病变中的作用和分子机制研究
  • 批准号:
    82370981
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PET/MR多模态分子影像在阿尔茨海默病炎症机制中的研究
  • 批准号:
    82372073
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GREB1突变介导雌激素受体信号通路导致深部浸润型子宫内膜异位症的分子遗传机制研究
  • 批准号:
    82371652
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    45.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
靶向PARylation介导的DNA损伤修复途径在恶性肿瘤治疗中的作用与分子机制研究
  • 批准号:
    82373145
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
O6-methyl-dGTP抑制胶质母细胞瘤的作用及分子机制研究
  • 批准号:
    82304565
  • 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
OBSL1功能缺失导致多指(趾)畸形的分子机制及其临床诊断价值
  • 批准号:
    82372328
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Irisin通过整合素调控黄河鲤肌纤维发育的分子机制研究
  • 批准号:
    32303019
  • 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
转录因子LEF1低表达抑制HMGB1致子宫腺肌病患者子宫内膜容受性低下的分子机制
  • 批准号:
    82371704
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
上皮细胞黏着结构半桥粒在热激保护中的作用机制研究
  • 批准号:
    31900545
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Resolving sources of heterogeneity and comorbidity in alcohol use disorder
解决酒精使用障碍的异质性和合并症的来源
  • 批准号:
    10783325
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Resolving the intoxication mechanism of botulinum neurotoxins using single molecule structural biology
利用单分子结构生物学解析肉毒杆菌神经毒素的中毒机制
  • 批准号:
    10717466
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Bone Marrow Functions of Novel Pro-Resolving Mediators
新型亲解决介质的骨髓功能
  • 批准号:
    10852343
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Resolving the AUD Phenotype: Unique and Transdiagnostic Features and Genetic Heterogeneity
解决 AUD 表型:独特的跨诊断特征和遗传异质性
  • 批准号:
    10403488
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Resolving the mechanism of cofactor and substrate interactions with Cdc48
解决辅因子和底物与 Cdc48 相互作用的机制
  • 批准号:
    10201455
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Bone Marrow Functions of Novel Pro-Resolving Mediators
新型亲解决介质的骨髓功能
  • 批准号:
    10039597
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Resolving the mechanism of cofactor and substrate interactions with Cdc48
解决辅因子和底物与 Cdc48 相互作用的机制
  • 批准号:
    10434738
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Bone Marrow Functions of Novel Pro-Resolving Mediators
新型亲解决介质的骨髓功能
  • 批准号:
    10222780
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Resolving Structure and Mechanism of tRNA-actuated riboswitches
解析 tRNA 驱动核糖开关的结构和机制
  • 批准号:
    9276013
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Resolving Structure and Mechanism of tRNA-actuated riboswitches
解析 tRNA 驱动核糖开关的结构和机制
  • 批准号:
    9107101
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了