Theory of single-molecule biophysics

单分子生物物理学理论

基本信息

项目摘要

Single-molecule experiments can reveal fundamentally novel and unique information on the structure, dynamics, and interactions of individual biomolecules. Single-molecule protein folding. Protein folding is often described as diffusion on a free energy surface. We have developed and quantified diffusion models of protein folding (1). These fully quantitative models showed that the approximations frequently made in the analysis of single-molecule experiments are reasonably accurate, at least for the small model proteins we could study by coarse-grained molecular simulations. Hydrodynamics at the molecular scale. In solution, the translational motions, associated for instance with binding and dissociation of complexes, are affected by so-called hydrodynamic interactions. We have quantified these hydrodynamic interactions for a model system and showed that simple hydrodynamic models such as the Oseen tensor and their refinements indeed capture the gross effects, but with significant deviations at the molecular scale (2). Folding transition path times. Transition paths are a distinct single-molecule property that separate out transition events. Arguably, they contain all mechanistic information relevant for a transition such as protein and nucleic-acid folding. In commenting on experimental studies of transition path time distributions, we have examined the theory and single-molecule experimental approaches used to study these mechanistically important events (3). 1. R. B. Best, G. Hummer, Diffusion models of protein folding, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 16902-16911 (2011). 2. J. Mittal, G. Hummer, Pair diffusion, hydrodynamic interactions, and available volume in dense fluids, J. Chem. Phys. 137, 034110 (2012). 3. G. Hummer, W. A. Eaton, Viewpoint: Transition path times for DNA and RNA folding from force spectroscopy, Physics 5, 87 (2012).
单分子实验可以从根本上揭示关于单个生物分子的结构、动力学和相互作用的新颖和独特的信息。 单分子蛋白质折叠。蛋白质折叠通常被描述为在自由能表面上的扩散。我们建立并量化了蛋白质折叠的扩散模型(1)。这些全定量模型表明,在单分子实验分析中经常进行的近似是相当准确的,至少对于我们可以通过粗粒度分子模拟来研究的小模型蛋白质是如此。 分子尺度上的流体动力学。在溶液中,与络合物的结合和解离相关的平移运动受到所谓的流体动力相互作用的影响。我们已经为一个模型系统量化了这些流体动力学相互作用,并表明简单的流体动力学模型,如Osee张量及其改进确实捕捉到了总体影响,但在分子尺度上有显著的偏差(2)。 折叠过渡路径时间。转变路径是区分转变事件的独特的单分子性质。可以说,它们包含了所有与过渡相关的机械性信息,如蛋白质和核酸折叠。在评论跃迁路径时间分布的实验研究时,我们检查了用于研究这些重要力学事件的理论和单分子实验方法(3)。 1.R.B.Best,G.Hummer,蛋白质折叠的扩散模型,Phys.化学。化学。太棒了。13,16902-16911(2011年)。 2.J.Mittal,G.Hummer,稠密流体中的对扩散、流体动力相互作用和有效体积,J.化学。太棒了。137,034110(2012年)。 3.G.Hummer,W.A.Eaton,《观点:来自力光谱的DNA和RNA折叠的过渡路径时间》,物理5,87(2012)。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Exploration of effective potential landscapes using coarse reverse integration.
使用粗逆积分探索有效的潜在景观。
  • DOI:
    10.1063/1.3207882
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Frewen,ThomasA;Hummer,Gerhard;Kevrekidis,IoannisG
  • 通讯作者:
    Kevrekidis,IoannisG
Catching a protein in the act.
在行动中捕获蛋白质。
{{ 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 }}

Gerhard Hummer其他文献

Gerhard Hummer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('Gerhard Hummer', 18)}}的其他基金

Theory and simulation of protein dynamics, folding, and function
蛋白质动力学、折叠和功能的理论和模拟
  • 批准号:
    8349698
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Water, protons, and ions biomolecular systems
水、质子和离子生物分子系统
  • 批准号:
    8349699
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Water, protons, and ions biomolecular systems
水、质子和离子生物分子系统
  • 批准号:
    7967267
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Theory of single-molecule biophysics
单分子生物物理学理论
  • 批准号:
    8148709
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Theory of single-molecule biophysics
单分子生物物理学理论
  • 批准号:
    7967269
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Water, protons, and ions biomolecular systems
水、质子和离子生物分子系统
  • 批准号:
    8553413
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Water, protons, and ions biomolecular systems
水、质子和离子生物分子系统
  • 批准号:
    7734025
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Theory of single-molecule biophysics
单分子生物物理学理论
  • 批准号:
    8349700
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Theory and simulation of protein dynamics, folding, and function
蛋白质动力学、折叠和功能的理论和模拟
  • 批准号:
    8741377
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
Theory of single-molecule biophysics
单分子生物物理学理论
  • 批准号:
    7734026
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:

相似国自然基金

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
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
帽结合蛋白(cap binding protein)调控乙烯信号转导的分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
ID1 (Inhibitor of DNA binding 1) 在口蹄疫病毒感染中作用机制的研究
  • 批准号:
    31672538
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
番茄EIN3-binding F-box蛋白2超表达诱导单性结实和果实成熟异常的机制研究
  • 批准号:
    31372080
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
P53 binding protein 1 调控乳腺癌进展转移及化疗敏感性的机制研究
  • 批准号:
    81172529
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
DBP(Vitamin D Binding Protein)在多发性硬化中的作用和相关机制的蛋白质组学研究
  • 批准号:
    81070952
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
研究EB1(End-Binding protein 1)的癌基因特性及作用机制
  • 批准号:
    30672361
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: NSF-BSF: How cell adhesion molecules control neuronal circuit wiring: Binding affinities, binding availability and sub-cellular localization
合作研究:NSF-BSF:细胞粘附分子如何控制神经元电路布线:结合亲和力、结合可用性和亚细胞定位
  • 批准号:
    2321481
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: NSF-BSF: How cell adhesion molecules control neuronal circuit wiring: Binding affinities, binding availability and sub-cellular localization
合作研究:NSF-BSF:细胞粘附分子如何控制神经元电路布线:结合亲和力、结合可用性和亚细胞定位
  • 批准号:
    2321480
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Alkane transformations through binding to metals
通过与金属结合进行烷烃转化
  • 批准号:
    DP240103289
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
NPBactID - Differential binding of peptoid functionalized nanoparticles to bacteria for identifying specific strains
NPBactID - 类肽功能化纳米粒子与细菌的差异结合,用于识别特定菌株
  • 批准号:
    EP/Y029542/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Fellowship
Conformations of musk odorants and their binding to human musk receptors
麝香气味剂的构象及其与人类麝香受体的结合
  • 批准号:
    EP/X039420/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
Postdoctoral Fellowship: OPP-PRF: Understanding the Role of Specific Iron-binding Organic Ligands in Governing Iron Biogeochemistry in the Southern Ocean
博士后奖学金:OPP-PRF:了解特定铁结合有机配体在控制南大洋铁生物地球化学中的作用
  • 批准号:
    2317664
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
I-Corps: Translation Potential of Real-time, Ultrasensitive Electrical Transduction of Biological Binding Events for Pathogen and Disease Detection
I-Corps:生物结合事件的实时、超灵敏电转导在病原体和疾病检测中的转化潜力
  • 批准号:
    2419915
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: OAC: Development of a modular framework for the modeling of peptide and protein binding to membranes
CRII:OAC:开发用于模拟肽和蛋白质与膜结合的模块化框架
  • 批准号:
    2347997
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Standard Grant
How lipid binding proteins shape the activity of nuclear hormone receptors
脂质结合蛋白如何影响核激素受体的活性
  • 批准号:
    DP240103141
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
The roles of a universally conserved DNA-and RNA-binding domain in controlling MRSA virulence and antibiotic resistance
普遍保守的 DNA 和 RNA 结合域在控制 MRSA 毒力和抗生素耐药性中的作用
  • 批准号:
    MR/Y013131/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.09万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了