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细胞凋亡调控因子Bcl-xL、Bax、tBid的相互作用、构象变化和寡聚行为研究
结题报告
批准号:
21472206
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
刘东祥
学科分类:
B07.化学生物学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴佳慧、罗璐、马泽为、盖伟、韩昊真
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中文摘要
Bcl-xL、Bax、tBid都属于Bcl-2家族,Bcl-xL抑制细胞凋亡,而Bax、tBid促进凋亡;Bcl-xL、Bax能在线粒体上形成膜通道,调控细胞色素c的释放。本课题采用单分子荧光技术,研究Bcl-xL、Bax、tBid的相互作用、构象变化和寡聚行为。具体来讲,我们将研究Bcl-xL、Bax、tBid在溶液和膜环境中的相互作用;tBid是否采取"Hit-and-Run"的方式激活Bax;Bcl-xL、Bax在形成膜通道过程中的构象变化;Bcl-xL、Bax膜通道在聚集状态上的差异;Bcl-xL是否结合膜上的Bax并将其转移到溶液中;如果Bcl-xL能将膜上的Bax转移到溶液中,那么之后,两者是继续保持结合,还是各自以单体的形式存在于溶液中。显然,找到这些问题的答案将有助于阐明Bcl-2家族蛋白调控细胞凋亡的机制,对于Bcl-xL、Bax的抑制剂设计也有着重要意义。
英文摘要
Bcl-xL, Bax and tBid belong to Bcl-2 family. Bcl-xL inhibits the apoptosis while Bax, tBid promote the process. Both Bcl-xL and Bax may form pores in mitochondria and regulate the release of cytochrome c. Here we will study the interaction, conformational change and oligomerization of Bcl-xL, Bax and tBid by single molecule fluorescence technology. Specifically, we are going to study the interactions among Bcl-xL,Bax,tBid in solution and in membrane, the conformational change of Bcl-xL and Bax during their pore formation, the structural difference of Bcl-xL, Bax pores. Also, we will answer the questions such as: whether tBid activates Bax in a one step, "Hit-and-Run" manner;whether Bcl-xL interacts with the membrane-bound Bax and translocates Bax from membrane into solution. If Bcl-xL could translocate Bax into solution, would they keep as a complex or be separated as monomers in solution? Obviously, finding the answers of these questions will not only help elucidate the mechanism of how Bcl-2 family proteins regulate the apoptosis, but also aid the inhibitor design of Bcl-xL and Bax proteins.
Bcl-2家族蛋白是细胞凋亡的重要调控因子,其中Bax在线粒体膜上形成通道,细胞色素c经通道转移至线粒体膜外、诱导细胞凋亡,而Bcl-xL抑制Bax膜通道的形成。采用单分子荧光技术,我们研究了Bcl-xL、Bax、tBid的相互作用、构象变化和聚集行为。我们发现:tBid按照一定的化学计量比结合Bax,被tBid激活后的Bax在膜上倾向于形成四聚体,而tBid的BH3区域是激活Bax的主要结构元件。激活后的Bax在膜上形成通道至少要经历两个步骤:一,Bax在膜上形成聚集体;二,Bax聚集体插入磷脂膜中。这两个步骤相对独立,且Bax聚集体的形成先于Bax蛋白插膜。Bax插膜过程与磷脂膜的成分有关,线粒体外膜中的心磷脂成分能够有效促进Bax插膜。而Bcl-xL能将膜上的Bax转移回溶液中,抑制Bax膜通道的形成。另外,我们还发现,神经保护因子humanin(HN)能够在溶液或磷脂膜上与Bax、tBid结合,抑制Bax、tBid之间的相互作用,阻止tBid在膜上的聚集及对Bax的招募,从而抑制Bax的聚集和膜通道的形成。通过该课题研究,我们在单分子层面进一步阐明了Bax膜通道的形成机制、揭示了tBid、Bcl-xL在Bax膜通道形成过程中的作用以及HN如何通过抑制Bax膜通道的形成而行使其神经保护功能。此外,通过该课题我们还可辨识Bax膜通道形成过程中重要的蛋白-蛋白相互作用,这对于寻找可作为药物分子设计靶标的相互作用以调节细胞凋亡也具有重要意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Humanin decreases mitochondrial membrane permeability by inhibiting the membrane association and oligomerization of Bax and Bid proteins
护脑素通过抑制 Bax 和 Bid 蛋白的膜缔合和寡聚来降低线粒体膜通透性
DOI:10.1038/aps.2017.169
发表时间:2018-06-01
期刊:ACTA PHARMACOLOGICA SINICA
影响因子:8.2
作者:Ma, Ze-wei;Liu, Dong-xiang
通讯作者:Liu, Dong-xiang
Crystal structures of SIRT3 reveal that the a2-a3 loop and a3-helix affect the interaction with long-chain acyl lysine
SIRT3 的晶体结构揭示 a2-a3 环和 a3-螺旋影响与长链酰基赖氨酸的相互作用
DOI:--
发表时间:2016
期刊:FEBS Letters
影响因子:3.5
作者:Gai Wei;Li He;Jiang Hualiang;Long Yaqiu;Liu Dongxiang
通讯作者:Liu Dongxiang
DOI:10.1096/fj.201700931r
发表时间:2018-03-01
期刊:FASEB JOURNAL
影响因子:4.8
作者:Shen,Zhangfei;Jiang,Xue;Zhou,Naiming
通讯作者:Zhou,Naiming
DOI:https://doi.org/10.1096/fj.201700931R
发表时间:2018
期刊:FASEB Journal
影响因子:--
作者:Shen Zhangfei;Jiang Xue;Yan Lili;Chen Yu;Wang Weiwei;Shi Ying;Shi Liangen;Liu Dongxiang;Zhou Naiming
通讯作者:Zhou Naiming
SIRT1激动剂设计及构效关系研究
基于sirtuins酶结构的化学探针设计
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