ProtonsInProteins: A novel approach for studying biological proton transfer
ProtonsInProteins: A novel approach for studying biological proton transfer
批准号:
EP/Z000459/1
负责人:
Nadav Amdursky
金额:
$242.91万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2024
资助国家:
英国
项目状态:
未结题
起止时间:
2024 至 --
中文摘要
蛋白质内部的质子转移(PT)反应是生物系统的基础,例如ATP的产生。到目前为止,还没有直接的方法来测量蛋白质中特定的PT途径,大多数研究都是基于通过天然质子途径跟踪PT反应的最终产物。在这里,我们的目标是开发一种直接测量蛋白质内PT的新方法。我们的新方法是基于将质子供体和受体放置在蛋白质的特定位置,其中PT只有在系统的光激发后才会启动。为此,我们在这里介绍了我们开发的两种非规范氨基酸(ncAA),光酸和光碱作为它们的残基分别作为质子供体和受体。我们的假设是,激发态PT的强光触发驱动力(约11 pKa单位)将沿着从供体到受体的途径启动PT。在第一个目标中,我们将使用我们新的ncAA与固相肽合成来设计几个肽系统,这将使我们能够破译特定氨基酸的作用,肽结构,以及水在肽中的作用,使用各种超快光谱。在第二个目标中,我们的目标是设计一个相互正交的系统,将我们的两个ncAA插入到单个蛋白质中。在我们的第三个目标中,我们计划使用我们的新实验系统来回答生物PT领域以前无法回答的一系列独特问题,重点关注ATP合酶跨膜复合体和可溶性碳酸酐酶系统。我们的新方法在生物学研究和理解PT方面具有开创性,并将使研究人员拥有全新的能力,从而产生令人着迷的新发现。此外,我们的新系统可以翻译到其他需要蛋白质内质子浓度局部变化的生物学领域。
英文摘要
Proton transfer (PT) reactions within proteins are fundamental in biological systems, such as within ATP production. To date, there are no direct means to measure specific PT pathways within proteins, and most research is based on following the end-product of the PT reaction across a natural proton pathway. Here, our goal is to develop a novel way to directly measure PT within proteins. Our new approach is based on placing proton donors and acceptors in specific places within proteins, in which the PT will be initiated only after light excitation of the system. To do so, we introduce here two noncanonical amino acids (ncAA) we developed, with a photoacid and a photobase as their residues that serve as the proton donor and acceptor, respectively. Our hypothesis is that the strong light-triggered driving force of PT in the excited-state (of ~11 pKa units) will initiate PT along the pathway from donor to acceptor. In the first objective, we will use our new ncAA with solid-phase peptide synthesis to design several peptide systems that will allow us to decipher the role of specific amino acids, the peptide structure, and the role of water in PT across the peptide using various ultrafast spectroscopy. In the second objective, we aim to design a mutually orthogonal system for the insertion of our two ncAA into a single protein. In our third objective, we plan to use our new experimental system for answering a unique set of questions in the field of biological PT that could not have been answered before, focusing on the systems of ATP synthase transmembrane complex and the soluble carbonic anhydrase enzyme. Our new approach is groundbreaking in the way we study and understand PT in biology and will enable researchers completely new capabilities resulting in fascinating new discoveries. Moreover, our new system can be translated into other fields in biology that require the local change in proton concentration within proteins.
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
Novel-miR-1134调控LHCGR的表达介导拟
穴青蟹卵巢发育的机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:10.0万元
-
批准年份:2025
-
负责人:崔文晓
-
依托单位:
miR-2796和novel_13靶向磷脂酶C基因调控Q烟粉虱高温耐受性的分子机制
-
批准号:32402377
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:戴恬美
-
依托单位:
novel-miR75靶向OPR2,CA2和STK基因调控人参真菌胁迫响应的分子机制研究
-
批准号:82304677
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:边兴博
-
依托单位:
海南广藿香Novel17-GSO1响应p-HBA调控连作障碍的分子机制
-
批准号:82304658
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30万元
-
批准年份:2023
-
负责人:刘亚
-
依托单位:
白术多糖通过novel-mir2双靶向TRADD/MLKL缓解免疫抑制雏鹅的胸腺程序性坏死
-
批准号:32102747
-
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:李婉雁
-
依托单位:
novel_circ_001042/miR-298-5p/Capn1轴调节线粒体能量代谢在先天性肛门直肠畸形发生中的作用机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55万元
-
批准年份:2021
-
负责人:唐晓冰
-
依托单位:
novel-miR-59靶向HMGAs介导儿童早衰症细胞衰老的作用及机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:58万元
-
批准年份:2021
-
负责人:张瑜
-
依托单位:
novel_circ_008138/rno-miR-374-3p/SFRP4调控Wnt信号通路参与先天性肛门直肠畸形发生的分子机制研究
-
批准号:82070530
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:白玉作
-
依托单位:
miRNA-novel-272通过靶向半乳糖凝集素3调控牙鲆肠道上皮细胞炎症反应的机制研究
-
批准号:32002421
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:24.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:修云吉
-
依托单位:
m6A修饰介导的lncRNA WEE2-AS1转录后novel-pri-miRNA剪切机制在胶质瘤恶性进展中的作用研究
-
批准号:82072775
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:薛皓
-
依托单位: