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硫化氢调节HRI活性并与应激信号交互作用的机制

批准号:
31170736
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
清水透
依托单位:
学科分类:
分子生物物理
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘戈飞、谢健平、谢庆东、梁宏金、杜泳溟、闫银侠
关键词:

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
硫化氢的生理效应和应用前景越来越引起人们关注,但对硫化氢作用机制的研究才刚刚开始。申请者对基于血红素的气体感应蛋白-血红素调节抑制因子(HRI)的研究表明,硫化氢可能通过调节HRI与血红素的结合状态、HRI的自磷酸化活化过程、HRI与热休克蛋白及泛素连接酶的相互作用等机制,影响HRI的活性。由于HRI是多种应激信号作用的交汇点,硫化氢还可能通过以上机制发生与氧化物、金属离子、卟啉缺乏等应激信号及生理性气体信号分子NO和CO的交互作用。申请者拟应用生物化学、分子生物学和结构生物学研究方法,对硫化氢调节HRI活性及硫化氢与应激信号交互作用的机制进行研究,证实硫化氢通过分子内和分子间的调节机制影响HRI活性,并在HRI的介导下发生与其他应激信号的交互作用。研究结果对深入理解应激信号、气体信号分子及HRI的生理功能,阐明细胞应激反应中尚不明了的机制及开发基于硫化氢的临床治疗药物和方法具有重要意义。
英文摘要
课题组前期以EcDOS PAS为研究对象,光谱学方法发现(1)Met95和Arg97均是硫化氢与其作用过程中的关键结合位点,它们的突变会改变硫化氢与血红素的结合,产生新的反应;(2)R97A PAS和R97I PAS突变体加入硫化氢之后生成了血红素的修饰物verdoheme,具有血红素加氧酶的功能;(3)硫化氢不与M95H PAS 和R97E PAS相互作用。后来以全长蛋白做光谱学研究得出的结果如下:(1)硫化氢对6个突变体及野生型的结构均有影响;(2)全长R97A和R97I与硫化氢作用也生成了血红素的修饰物verdoheme;(3)R97E形成了一种新的复合物Fe(II),这是目前发现的第一个可以分离的没有结合氧气或其他外来配体的复合物;进一步用高效液相色谱法和比色法进行酶活性分析得到的结果显示:(4)实验条件下加入硫化氢之后,野生型和M95突变体的酶活性均增加,而R97突变体的酶活性均没有显著性变化。以上结果证实了M95和R97两个突变位点在硫化氢与EcDOS相互作用中的重要作用,有氧条件下,在硫化氢与全长 EcDOS作用过程中,Fe(III)-SH heme和 Fe(II)-O2复合物对酶活性的增加起主要作用。
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
The Heme-Based Oxygen-Sensor PhosphodiesteraseEc DOS: Structure- Function Relationships, Gene Regulation, and Application to Protein-Microarrays.
基于血红素的氧传感器磷酸二酯酶 Ec DOS:结构-功能关系、基因调控以及在蛋白质微阵列中的应用。
DOI: --
发表时间: 2013
期刊: Biosensors
影响因子: --
作者: [清水透]
通讯作者: 清水透
Gaseous O2, NO, and CO in signal transduction:strcture and function relationships of heme-based gas sensors and heme-redoxsensors
信号转导中的气态 O2、NO 和 CO:基于血红素的气体传感器和血红素氧化还原传感器的结构和功能关系
DOI: --
发表时间: 2015
期刊: Chemical Reviews
影响因子: 62.1
作者: [清水透]
通讯作者: 清水透
DOI: 10.2174/2212796811307020012
发表时间: 2013-07
期刊: Current Chemical Biology
影响因子: --
作者: [Toru Shimizu]
通讯作者: Toru Shimizu
Conversion of a heme-based oxygen sensor to a heme oxygenase by hydrogen sulfide: effects of mutations in the heme distal side of a heme-based oxygen sensor phosphodiesterase (Ec DOS)Biometals
硫化氢将血红素氧传感器转化为血红素加氧酶:血红素氧传感器磷酸二酯酶 (Ec DOS) 血红素远端突变的影响Biometals
DOI: --
发表时间: 2013
期刊: Biometals
影响因子: 3.5
作者: [清水透]
通讯作者: 清水透
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