Probing conformational changes by protein surface azidation

通过蛋白质表面叠氮化探测构象变化

基本信息

  • 批准号:
    10630213
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-06-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Despite the rapid emergence of biophysical tools to detect and characterize conformational changes in protein structure, studying protein dynamics with high sensitivity and reliability in its native environment remains a formidable challenge. Laborious sample preparation and requirement for special equipment present a major obstacle for democratizing these tools. Thus, a simple yet robust platform for characterizing dynamic changes in protein conformation is highly demanded. Using azide-containing hypervalent iodine reagents, we have developed a novel chemoproteomic platform termed Protein Surface Azidation Mass Spectrometry (ProSurA-MS) that detects conformational changes in proteins with unbiased chemoselectivity. Combined with bioorthogonal chemistry, ProSurA-MS allows proteome-wide, site-specific profiling of protein surfaces with wide coverage and reproducibility. ProSurA-MS effectively mapped conformational changes of purified proteins upon denaturation, protein-small molecule interaction, and protein- protein interaction. Additionally, ProSurA-MS detected structural changes in a zinc-binding protein in whole cell lysate upon zinc depletion and measured proteome-wide azidation in live cells, potentiating the characterization of protein dynamics in complex biological environments. The herein proposed ProSurA-MS studies will enable i) characterization of dynamic changes in protein conformation induced by post-translational modifications in response to oxidative stress and monitoring of the protein dynamics of different genetic variants of a metal transporter (Aim 1), ii) basic understanding of the chemical mechanism behind the ProSurA reaction and development of second generation reagents with greater azidation yield and surface coverage (Aim 2), and iii) establishment of a novel method for the identification of protein-protein interactions based on protein surface azidation in live cells (Aim 3).
项目摘要 尽管生物物理工具迅速出现以检测和表征构象 蛋白质结构的变化,研究蛋白质动力学具有高灵敏度和可靠性 本地环境仍然是一个巨大的挑战。费力的样本准备和 特殊设备的要求提出了使这些工具民主化的主要障碍。因此, 一个简单而强大的平台,用于表征蛋白质构象的动态变化是高度的 要求。使用含有叠氮化物的高温碘试剂,我们开发了一种新颖的 化学蛋白质组学平台称为蛋白表面构成质谱法(Prosura-MS) 这检测了具有无偏化化学选择性的蛋白质的构象变化。与 生物正交化学,prosura-MS允许蛋白质蛋白质的蛋白质特异性分析 覆盖范围和可重复性的表面。 Prosura-MS有效地绘制了构象 变性后纯化蛋白质的变化,蛋白质 - 小分子相互作用和蛋白质的变化 蛋白质相互作用。此外,Prosura-MS检测到锌结合蛋白的结构变化 在全细胞裂解物中,在锌耗竭和测量的活细胞中测量蛋白质组的氮化物中, 增强复杂生物学环境中蛋白质动力学的表征。这 此处提出的Prosura-MS研究将使i)表征蛋白质的动态变化 响应氧化应激和 监测金属转运蛋白不同遗传变异的蛋白质动力学(AIM 1),II) 对Prosura反应和发育背后的化学机制的基本理解 第二代试剂具有更大的灭菌产率和表面覆盖范围(AIM 2)和III) 建立一种基于蛋白质 - 蛋白质相互作用的新方法 活细胞中的蛋白质表面联体(AIM 3)。

项目成果

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