基于基因密码子扩展的G-蛋白偶联受体动态修饰及信号转导机理研究

批准号:
91953202
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
300.0 万元
负责人:
王江云
依托单位:
学科分类:
生物合成化学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
王江云
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中文摘要
本团队将针对指南方向1:生物大分子动态修饰的化学标记与检测技术开展研究。G-蛋白偶联受体(GPCR)是30%以上的药物靶点,其信号转导受到磷酸化的精确调控。GPCR下游传导蛋白虽然只有十几种G蛋白和4种arrestin蛋白,却能够传递极为丰富的生理信号的重要机制是GPCR的C端尾巴的磷酸化编码。通过开发基因密码子扩展方法,我们拟进行以下研究:1.配体结合GPCR后,产生了何种动态构象变化使得GPCR激酶(GRK)被激活,使得GPCR被磷酸化?2.在arrestin,GRK特定位点引入探针,研究激活的GPCR诱导arrestin,GRK产生动态构型变化的机理。3.通过动态共价键的引入,制备GPCR/GRK的稳定复合物,解析结构。以上研究体系的建立,有望为激酶和底物蛋白相互作用机理研究开辟一条新途径,并解析GPCR偏向性信号转导机制,为研发高效低副作用药物打下基础。
英文摘要
In this proposal, we will aim for the study of biomacromolecule labelling and detection methods. G-protein coupled receptor (GPCR) is the drug target of more than 30% pharmaceuticals. The downstream signal of GPCR is precisely regulated by phosphorylation. While there are only about a dozen G protein and 4 arrestin proteins which serve as transducer proteins of GPCR, activation of GPCR can result in more than 10,000 distinct physiological signals. An underlying mechanism for this diverse signaling is the phospho-barcode present in the C-terminus of GPCR. Through the development of genetic code expansion method, we will perform the following studies. First, we will study the dynamic conformation change of GPCR (in particular the cannabinoid receptor) in response to the binding of agonist, and how dynamic conformation change in GPCR lead to GPCR kinase (GRK) activation. Second, we will introduce NMR and fluorescence probes site-specifically into arrestin and GRK, to investigate how activated GPCR triggers conformation changes in arrestin and GRK, leading to their activation. Third, through the introduction of dynamic covalent bond, we will prepare stable complex of GPCR and GRK, and solve the complex structure using cryo-EM and other methods. The establishment of the above methods will establish a new route for the systematic investigation of kinase/substrate protein interaction mechanism, delineate biased signaling mechanism of GPCR signal transduction, and lay a solid foundation for the design of drugs which have high efficacy and low side effects.
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.chempr.2023.03.006
发表时间:2023-07-13
期刊:CHEM
影响因子:23.5
作者:Fu, Yu;Liu, Xiaohong;Zhong, Fangrui
通讯作者:Zhong, Fangrui
DOI:10.1038/s41422-023-00914-z
发表时间:2024
期刊:Cell Research
影响因子:--
作者:Fahui Li;Linhua Tai;Xiaoyu Sun;Zhenyu Lv;Wenqin Tang;Tianxin Wang;Ziyi Zhao;Daohong Gong;Shaohua Ma;Shichen Tang;Quanchang Gu;Xiaolei Zhu;Minling Yu;Xiaohong Liu;Jiangyun Wang
通讯作者:Jiangyun Wang
DOI:10.1021/jacs.2c09683
发表时间:2022-11-23
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子:15
作者:Duan, Hua-Zhen;Hu, Cheng;Chen, Yong-Xiang
通讯作者:Chen, Yong-Xiang
DOI:10.1038/s41467-023-37112-9
发表时间:2023-03-15
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Li, Xiaoting;Chang, Hao;Bouma, Jara;de Paus, Laura V.;Mukhopadhyay, Partha;Paloczi, Janos;Mustafa, Mohammed;van der Horst, Cas;Kumar, Sanjay Sunil;Wu, Lijie;Yu, Yanan;van den Berg, Richard J. B. H. N.;Janssen, Antonius P. A.;Lichtman, Aron;Liu, Zhi-Jie;Pacher, Pal;van der Stelt, Mario;Heitman, Laura H.;Hua, Tian
通讯作者:Hua, Tian
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.1c06847
发表时间:2021
期刊:J. Am. Chem. Soc.
影响因子:15
作者:Xiaoyan Wang;Dongsheng Liu;Ling Shen;Fahui Li;Yongze Li;Lingyun Yang;Tiandan Xu;Houchao Tao;Deqiang Yao;Lijie Wu;Kunio Hirata;Laura M. Bohn;Alexandros Makriyannis;Xiaohong Liu;Tian Hua;Zhi-Jie Liu;Jiangyun Wang
通讯作者:Jiangyun Wang
光驱动自由基酶的催化机理研究和理性设计
- 批准号:22337006
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:230万元
- 批准年份:2023
- 负责人:王江云
- 依托单位:
生物电化学系统中的蛋白质改造
- 批准号:91953202
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:175万元
- 批准年份:2019
- 负责人:王江云
- 依托单位:
基于基因密码子扩展的磷酸化蛋白质合成
- 批准号:21837005
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:318.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:王江云
- 依托单位:
基于生物大分子可编程多层级自组装特性, 构建新型生物催化纳米组装体
- 批准号:91527302
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:350.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:王江云
- 依托单位:
非编码RNA检测与标记的新技术和新方法
- 批准号:91440116
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:100.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:王江云
- 依托单位:
基因编码非天然氨基酸作为荧光探针
- 批准号:30870592
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:王江云
- 依托单位:
国内基金
海外基金
