Mechanisms and control of multifunctional cytochromes P450

多功能细胞色素P450的机制和控制

• 批准号: 9403114
• 负责人: James Robert Kincaid
• 金额: $ 26.47万
• 依托单位: MARQUETTE UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2017-08-01 至 2021-06-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9403114
• 关键词: Active Sites; Address; Atherosclerosis; Binding Proteins; CYP17A1 gene; Catalysis; Cell membrane; Chemistry; Coupled; Cytochrome P450; Disease; Distal; Drug Targeting; Environment; Enzymes; Evaluation; Goals; Health; Human; Hydrogen Bonding; Hydroxylation; Investigation; Length; Lyase; Malignant neoplasm of prostate; Membrane; Molecular; Oxidoreductase; Pathway interactions; Play; Positioning Attribute; Protons; Raman Spectrum Analysis; Reaction; Research; Research Personnel; Role; Sampling; Steroid biosynthesis; Structure; System; Techniques; Technology; Triad Acrylic Resin; United States National Institutes of Health; Work; Xenobiotics; base; innovation; insight; mutant; nanodisk; programs; protein protein interaction; steroid hormone; steroid hormone biosynthesis

Project Summary    The function of cytochromes P450 can be classified into two major divisions, those that operate in xenobiotic  degradation and those that play critical roles in steroid hormone synthesis. Due to the critical role of  cytochrome P450 in human health, these enzyme systems have occupied NIH supported investigators for  many decades. The general long term goals of the research program are to gain a molecular level insight into  the impressive range of functional diversity displayed by these enzymes. The essential focus of the work  proposed deals with two important human enzymes involved in steroid biosynthesis, CYP17 and CYP51, both  current drug targets for various diseases, including atherosclerosis and prostate cancer, progress in this  endeavor ultimately depends on gaining a deeper understanding of their structure and precise reaction  pathways. In order to fully understand the pertinent relationship of structure to function, it is important to  acquire structural information for not only the stable terminal states in a reaction, but also for the reaction  intermediates, investigation of the latter having been historically impeded, owing to their fleeting existence.  Also, the fact that these are membrane‐bound proteins has complicated their investigation owing to problems  associated with aggregation. In order to address these obstacles, this research program employs an approach  using innovative nanodisc technology which not only provides an environment mimicking the natural cell  membrane for the isolated CYP enzyme, but also enables the synthesis of unique functional dyads of the CYP  with its natural or alternative reductases. Also of immense importance, a powerful combination of resonance  Raman spectroscopy with the cryoradiolysis technique permits trapping and detailed structural  characterization of otherwise elusive, but crucial reaction intermediates, thereby providing a heretofore  unattainable level of insight into the structure and function of these enzymes.

项目总结： -- 细胞色素P450的主要功能可以分为两个主要的功能部门，即那些在异种生物中发挥作用的部门。 退化是因为那些在类固醇和激素合成中发挥关键作用的人。这是因为他们没有发挥关键的作用。 细胞色素P450对人类健康的影响，这些酶系统已经占据了美国国立卫生研究院，并支持了调查人员的调查。 几十年来，中国研究开发计划的总体目标和长期目标有望在更高的分子水平上深入研究。 这些酶展示了令人印象深刻的一系列功能和多样性。这是这项工作的关键和重点。 拟议的交易涉及参与类固醇生物合成的两种最重要的人类基因组酶，即CYP17和CYP51，两者都是。 目前的药物研发目标是治疗各种疾病，包括动脉粥样硬化和前列腺癌，今年将取得进展。 努力最终取决于能否更深入地了解他们的组织结构，以及他们的准确反应。 路径。为了更充分地了解结构与功能之间的关系，这对我们来说是非常重要的。 获取更多的结构性信息，不仅是为了应对目前稳定的码头和州政府的反应，也是为了更好地了解人们的反应。 对后者的调查显示，中间商在历史上从未受到过阻碍，原因是它们的存在转瞬即逝。 此外，由于这些问题，这些蛋白是膜结合蛋白，这一事实使他们的调查变得复杂。 与数据聚合相关的问题。为了更好地解决这些问题，我们的研究计划采用了一种新的方法。 使用创新的纳米磁盘技术，不仅为我们提供了一个模仿天然细胞的良好环境。 膜不仅用于分离的CYP酶，而且还使CYP中独特的功能二元体的快速合成成为可能。 凭借其独特的天然产物或其他替代还原酶，它也具有极其重要的意义，具有非常强大的共振性。 拉曼光谱与世界上最先进的冷冻放射分解技术相结合，允许捕获气体，并提供了详细的结构分析。 在其他方面，它的表征是难以捉摸的，但它是中间体的关键反应，从而提供了一种迄今为止的解决方案。 对这些酶的结构和功能的洞察是高不可攀的。