Solution studies of interacting polymer systems in biology

生物学中相互作用的聚合物系统的解决方案研究

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2019-05637
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

My research focuses on the advancement of biophysical technology in the field of analytical ultracentrifugation (AUC) and related biophysical solution techniques. AUC is the method of choice for the characterization of colloidal materials. Advances in this field benefit basic research in biochemistry, physics, and material science, and provide improved characterization tools for industries like biopharma and synthetic polymer chemistry. For biopolymers and other nanomaterials, AUC offers the ability to study molecules and their assemblies under physiological conditions, where pH, ionic strength, reduction potential, temperature and other factors are easily modulated. As the new Canada 150 Research Chair for Biophysics, I have recently established the Canadian Center for Hydrodynamics, a premier laboratory equipped with three highly unique AUC instruments to accelerate biophysical research in Canada. This combination of tools is not available anywhere else, and leveraging the unique capabilities of these instruments, the goal of our proposed research is to advance previous efforts by developing new analysis protocols and software tools that will allow us to solve long-standing challenges in the following four fields: 1. Membrane proteins (MP). MPs are biologically important molecules, but notoriously difficult to study because of their poor solubility in aqueous solvents. We will embed MPs in well-defined nanodisks containing physiological phospholipids and characterize the complexes formed. Using differential labeling with fluorophores exhibiting unique extinction profiles we hope to clearly distinguish filled from empty nanodisks and embedded MPs, their oligomerization states, and their interactions with their targets, as well as misfolded and aggregated MPs. 2. Aggregating Systems (AS). ASs are challenging to study due to their excessive heterogeneity and lack of colloidal/chemical stability. We will focus on interactions of drug candidates with amyloid-ß to study their influence on disrupting or dissolving harmful amyloid oligomers or inhibit their formation. We will exploit the much enhanced scanning speed and multi-speed sedimentation of the new instruments to obtain detailed size and anisotropy distributions of highly heterogeneous aggregates. 3. Hetero Complexes (HC) with unique spectral properties. Broad-spectrum multi-wavelength detection will allow us to quantify stoichiometries, molar masses and binding strengths in the study of HCs. In collaboration with investigators at UL we will accelerate research in important biomedical and structural biology problems and develop novel tools for the study of HCs under physiological conditions. 4. Modeling of non-ideal transport. Analytes under high concentration conditions require modifications in the modeling and optimization codes in our UltraScan software. My team and I will develop finite volume solutions of the Lamm equation and create new optimization methods to cover such cases.
我的研究重点是生物物理技术在分析超离心(AUC)和相关生物物理溶液技术领域的进步。AUC是胶体材料表征的首选方法。该领域的进展有利于生物化学、物理学和材料科学的基础研究,并为生物制药和合成聚合物化学等行业提供改进的表征工具。对于生物聚合物和其他纳米材料,AUC提供了在生理条件下研究分子及其组装的能力,其中pH、离子强度、还原电位、温度和其他因素很容易调节。作为新的加拿大150生物物理研究主席,我最近建立了加拿大流体动力学中心,这是一个配备了三种高度独特的AUC仪器的一流实验室,以加速加拿大的生物物理研究。这种工具组合在其他地方是不可用的,并且利用这些仪器的独特功能,我们提出的研究目标是通过开发新的分析协议和软件工具来推进以前的努力,这将使我们能够解决以下四个领域的长期挑战:膜蛋白(MP)。MPs是生物学上重要的分子,但由于其在水溶液中的溶解度差,因此研究起来非常困难。我们将把MPs嵌入包含生理磷脂的定义良好的纳米圆盘中,并表征形成的复合物。利用具有独特消光谱的荧光团的差异标记,我们希望清楚地区分填充的、空的纳米盘和嵌入的MPs,它们的寡聚化状态,它们与目标的相互作用,以及错误折叠和聚集的MPs。2. 聚合系统(AS)。由于它们的非均质性和缺乏胶体/化学稳定性,因此对它们的研究具有挑战性。我们将重点关注候选药物与淀粉样蛋白- β的相互作用,以研究它们对破坏或溶解有害淀粉样蛋白低聚物或抑制其形成的影响。我们将利用新仪器大大提高的扫描速度和多速沉降来获得高度非均质聚集体的详细尺寸和各向异性分布。3. 具有独特光谱性质的杂络合物。广谱多波长检测将使我们能够量化hc研究中的化学计量学、摩尔质量和结合强度。通过与UL的研究人员合作,我们将加速重要生物医学和结构生物学问题的研究,并开发生理条件下hc研究的新工具。4. 非理想输运模型。高浓度条件下的分析物需要修改UltraScan软件中的建模和优化代码。我和我的团队将开发Lamm方程的有限体积解,并创建新的优化方法来涵盖这些情况。

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 }}

Demeler, Borries其他文献

Structure and Enzymatic Activity of an Intellectual Disability-Associated Ornithine Decarboxylase Variant, G84R.
  • DOI:
    10.1021/acsomega.2c04702
  • 发表时间:
    2022-09-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Zhou, X. Edward;Schultz, Chad R.;Powell, Kelly Suino;Henrickson, Amy;Lamp, Jared;Brunzelle, Joseph S.;Demeler, Borries;Vega, Irving E.;Bachmann, Andre S.;Melcher, Karsten
  • 通讯作者:
    Melcher, Karsten
Disrupted zinc-binding sites in structures of pathogenic SOD1 variants D124V and H80R.
  • DOI:
    10.1021/bi100314n
  • 发表时间:
    2010-07-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Seetharaman, Sai V.;Winkler, Duane D.;Taylor, Alexander B.;Cao, Xiaohang;Whitson, Lisa J.;Doucette, Peter A.;Valentine, Joan S.;Schirf, Virgil;Demeler, Borries;Carroll, Mark C.;Culotta, Valeria C.;Hart, P. John
  • 通讯作者:
    Hart, P. John
A calibration disk for the correction of radial errors from chromatic aberration and rotor stretch in the Optima AUC™ analytical ultracentrifuge
Adjustable ellipsoid nanoparticles assembled from re-engineered connectors of the bacteriophage phi29 DNA packaging motor.
  • DOI:
    10.1021/nn900187k
  • 发表时间:
    2009-08-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Xiao, Feng;Cai, Ying;Wang, Joseph Che-Yen;Green, Dominik;Cheng, R. Holland;Demeler, Borries;Guo, Peixuan
  • 通讯作者:
    Guo, Peixuan

Demeler, Borries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('Demeler, Borries', 18)}}的其他基金

Canada 150 Research Chair in Biophysics
加拿大 150 生物物理学研究主席
  • 批准号:
    C150-2017-00015
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Canada 150 Research Chairs
Solution studies of interacting polymer systems in biology
生物学中相互作用的聚合物系统的解决方案研究
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05637
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Canada 150 Research Chair in Biophysics
加拿大 150 生物物理学研究主席
  • 批准号:
    C150-2017-00015
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Canada 150 Research Chairs
Solution studies of interacting polymer systems in biology
生物学中相互作用的聚合物系统的解决方案研究
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05637
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Canada 150 Research Chair in Biophysics
加拿大 150 生物物理学研究主席
  • 批准号:
    C150-2017-00015
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Canada 150 Research Chairs
Solution studies of interacting polymer systems in biology
生物学中相互作用的聚合物系统的解决方案研究
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05637
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Canada 150 Research Chair in Biophysics
加拿大 150 生物物理学研究主席
  • 批准号:
    C150-2017-00015
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Canada 150 Research Chairs
Use of Analytical Ultracentrifugation to Uncover Unique Characterization of Canola Feed Ingredients
使用分析超速离心揭示双低油菜籽饲料成分的独特特性
  • 批准号:
    542551-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Canada 150 Research Chair in Biophysics
加拿大 150 生物物理学研究主席
  • 批准号:
    10009000033-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Canada 150 Research Chairs
Canada 150 Research Chair in Biophysics
加拿大 150 生物物理学研究主席
  • 批准号:
    10009000033-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Canada 150 Research Chairs

相似国自然基金

脂滴聚集型小胶质细胞介导的髓鞘病变促进小鼠抑郁样行为及其机制研究
  • 批准号:
    82371528
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
星形胶质细胞介导的髓鞘吞噬参与慢性脑低灌注白质损伤的机制研究
  • 批准号:
    82371307
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Nanoluciferase reporter phage for rapid phenotypic characterization of resistance to next-generation antimycobacterial agents
纳米荧光素酶报告噬菌体用于快速表征下一代抗分枝杆菌药物的耐药性
  • 批准号:
    10593796
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
LEAPS-MPS:High Resolution Studies of Interacting Binaries
LEAPS-MPS:相互作用双星的高分辨率研究
  • 批准号:
    2213518
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Systems Approach to Understanding the Interacting Factors of the Local Food Environment for Population Health
了解当地食品环境对人口健康的相互作用因素的系统方法
  • 批准号:
    10413542
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Solution studies of interacting polymer systems in biology
生物学中相互作用的聚合物系统的解决方案研究
  • 批准号:
    RGPIN-2019-05637
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
A Systems Approach to Understanding the Interacting Factors of the Local Food Environment for Population Health
了解当地食品环境对人口健康的相互作用因素的系统方法
  • 批准号:
    10680389
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Interacting mechanisms of sleep and aerobic fitness: Implications for health in the growing child
睡眠和有氧健身的相互作用机制:对成长中儿童健康的影响
  • 批准号:
    10391543
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Theoretical Studies of Ultrafast Electron Dynamics in Molecules Interacting with Intense Laser Pulses
分子与强激光脉冲相互作用的超快电子动力学的理论研究
  • 批准号:
    2110628
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Multifaceted Home Environment Interacting with Brain Networks Beyond Socioeconomic Circumstances
多层面的家庭环境与超越社会经济环境的大脑网络相互作用
  • 批准号:
    10290309
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
A Systems Approach to Understanding the Interacting Factors of the Local Food Environment for Population Health
了解当地食品环境对人口健康的相互作用因素的系统方法
  • 批准号:
    10451695
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Interacting mechanisms of sleep and aerobic fitness: Implications for health in the growing child
睡眠和有氧健身的相互作用机制:对成长中儿童健康的影响
  • 批准号:
    10226656
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了