Functional Protein Conformations and Dynamics via Transparent Window 1D & 2D Infrared Spectroscopy

通过透明窗口 1D 观察功能性蛋白质构象和动力学

基本信息

  • 批准号:
    10552386
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 54.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-05-05 至 2028-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary/Abstract Proteins are the molecular machines of a cell that orchestrate virtually all processes. Like a macroscopic machine, their function requires that they move to adopt different states. Thus, a modern view of protein biophysics has expanded from the structure-function paradigm to include dynamics - population of ensembles of protein states (conformational heterogeneity) and their interconversion. Fully delineating the dynamics that underlie function is however complicated by the immense complexity of proteins, due to both their large size with spatial heterogeneity of their chemistry and the broad timescales over which states may interconvert, ranging from large-scale processes such as aggregation that occur over days to years to the picosecond fluctuations of side chains and solvent. Among these scales, the local small-scale changes in proteins that involve rapidly interconverting states are perhaps among the most challenging to characterize and least well understood. However, such motions are argued to be central to many aspects of protein function, such as main contributors to the entropy of reactions, allosteric communication within domains, catalytic and binding specificity, et al. This research program is directed at developing rigorous methodologies to advance understanding of fundamental protein biophysics in important biological processes. We are developing infrared (IR) spectroscopy as an approach with inherently high spatial and temporal resolution for accessing all involved conformational ensembles and dynamics. By incorporating vibrational groups with frequencies within a transparent window of protein IR spectra we avoid the complexity of spectral congestion to enable inspection of single vibrational modes at local sites anywhere throughout proteins. We are combining modern approaches in biochemistry for selective labeling with state-of-the-art methods in multidimensional spectroscopy to provide rigorous analysis of frequency heterogeneity, coupling, and dynamics. The application and development of new biochemical and spectroscopic methods should elucidate the biophysical foundations of protein function with unprecedented detail, providing information with promise to buttress advances in broad areas of biology and medicine. In addition, through execution of this project, undergraduate, graduate, and postdoctoral researchers will be broadly trained in multidisciplinary science, strengthening the nation’s scientific workforce.
项目总结/摘要 蛋白质是细胞的分子机器,几乎协调了所有的过程。就像宏观的 机器,它们的功能要求它们移动以采用不同的状态。因此,现代的蛋白质观点 生物物理学已经从结构-功能范式扩展到包括动力学-群体集合 蛋白质状态(构象异质性)及其相互转换。充分描绘了 然而,由于蛋白质的巨大复杂性, 由于其化学性质的空间异质性和状态可以相互转换的宽时间尺度, 范围从大规模的过程,如聚集发生在几天到几年,以皮秒 侧链和溶剂的波动。在这些尺度中,蛋白质的局部小尺度变化, 涉及快速相互转换的状态可能是最具挑战性的特征, 明白然而,这种运动被认为是蛋白质功能的许多方面的核心,例如 反应熵的主要贡献者,域内的变构通信,催化和结合 Specificity,et al. 该研究计划旨在制定严格的方法,以促进对 重要生物过程中的基本蛋白质生物物理学。我们正在开发红外(IR)光谱 作为一种具有固有的高空间和时间分辨率的方法, 合奏和动态。通过将振动基团与频率结合在透明窗口内, 蛋白质红外光谱,我们避免了光谱拥挤的复杂性,使检查的单一振动模式 在蛋白质中的任何地方。我们正在结合生物化学的现代方法, 采用多维光谱学中最先进的方法进行标记,以提供严格的频率分析 异质性、耦合性和动态性。新的生物化学和光谱技术的应用与发展 方法应该以前所未有的细节阐明蛋白质功能的生物物理基础, 这些信息有望支持生物学和医学广泛领域的进步。另外通过 执行这个项目,本科生,研究生和博士后研究人员将广泛培训, 多学科科学,加强国家的科学劳动力。

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 }}

Megan Corrine Thielges其他文献

Megan Corrine Thielges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('Megan Corrine Thielges', 18)}}的其他基金

Conformations and Dynamics of Cytochrome P450s via 2D Infrared Spectroscopy
通过 2D 红外光谱研究细胞色素 P450 的构象和动力学
  • 批准号:
    9873047
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
Conformations and Dynamics of Cytochrome P450s via 2D Infrared Spectroscopy
通过 2D 红外光谱研究细胞色素 P450 的构象和动力学
  • 批准号:
    10350542
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
Protein Dynamics and Substrate Specificity in Cytochrome P450s
细胞色素 P450 中的蛋白质动力学和底物特异性
  • 批准号:
    8025968
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
Protein Dynamics and Substrate Specificity in Cytochrome P450s
细胞色素 P450 中的蛋白质动力学和底物特异性
  • 批准号:
    8206808
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
Protein Dynamics and Substrate Specificity in Cytochrome P450s
细胞色素 P450 中的蛋白质动力学和底物特异性
  • 批准号:
    7806852
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:

相似国自然基金

层出镰刀菌氮代谢调控因子AreA 介导伏马菌素 FB1 生物合成的作用机理
  • 批准号:
    2021JJ40433
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
寄主诱导梢腐病菌AreA和CYP51基因沉默增强甘蔗抗病性机制解析
  • 批准号:
    32001603
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
AREA国际经济模型的移植.改进和应用
  • 批准号:
    18870435
  • 批准年份:
    1988
  • 资助金额:
    2.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Onboarding Rural Area Mathematics and Physical Science Scholars
农村地区数学和物理科学学者的入职
  • 批准号:
    2322614
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TRACK-UK: Synthesized Census and Small Area Statistics for Transport and Energy
TRACK-UK:交通和能源综合人口普查和小区域统计
  • 批准号:
    ES/Z50290X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
Wide-area low-cost sustainable ocean temperature and velocity structure extraction using distributed fibre optic sensing within legacy seafloor cables
使用传统海底电缆中的分布式光纤传感进行广域低成本可持续海洋温度和速度结构提取
  • 批准号:
    NE/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
Point-scanning confocal with area detector
点扫描共焦与区域检测器
  • 批准号:
    534092360
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326714
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326713
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Unlicensed Low-Power Wide Area Networks for Location-based Services
用于基于位置的服务的免许可低功耗广域网
  • 批准号:
    24K20765
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427233
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427232
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427231
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 54.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了