小分子介导的位点选择性PGAM1赖氨酸乙酰化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21877014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0702.生物分子的化学生物学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Protein post-translational modification is an important signal transduction in living system. The ability of chemists to install these covalent additions selectively has been critical for elucidating their roles in biology. Phosphoglycerate mutase 1(PGAM1) is a glycolitic enzyme which converts 3PG to 2PG. Its post-translational modification plays an important role in biological function. To study the biological function of acetylation in PGAM1, we proposed a strategy that a small molecule PGAM1 inhibitor being as war-head, transferred its reactive acetyl group to the specific lysine near the binding site to achieve site selective modification. Based on our previous studies of SAR and co-crystal structure, we designed and sythesized the lead compound Ac-1, which can effectively acetylate the lysine (K100) of PGAM1 in vitro and in vivo. In this study, we will further optimize the chemical structure of lead compound based by introducing deuterium and click group into reactive group for further quantitation and target validation. The acetylation will be validated by chemical biology methods including high-resolution mass spectrometry, crystallography to elaborate the mechanism and function. Our aim is to develop a class of biorthogonal and site-specific PGAM1 acetylation small molecule, which could finally clarify the biological function and mechanism of PGAM1 post-translational modification.
蛋白质翻译后修饰是生物体内一种重要的信号传导方式,通过化学手段选择性修饰特定氨基酸对阐述其生物学功能极其重要。磷酸甘油酸变位酶1(PGAM1)是细胞糖酵解途径中的酶,它的乙酰化修饰具有重要的生物学功能。为研究其乙酰化功能,本课题提出一种小分子介导的蛋白位点选择性乙酰化策略,即以PGAM1小分子抑制剂为靶头,携带可反应的乙酰基团靶向转移给结合位点附近的特定赖氨酸后并离去,实现位点选择性乙酰化修饰。申请人通过结构导向性策略设计化学探针Ac-1,在体外和活细胞水平能够选择性乙酰化目标赖氨酸K100。本课题将对先导探针进行结构修饰,分别引入氘代和click基团来研究体内乙酰化效率和脱靶效应,后续通过多种化学生物学手段表征该类修饰的细胞内有效性和靶向性,结构生物学手段解释共价修饰机制。本课题将聚焦于采用化学手段对活细胞单一蛋白PGAM1进行实时动态的乙酰化调控,阐明PGAM1翻译后修饰的生物学意义。

结项摘要

本项目聚焦于采用化学手段对活细胞单一蛋白PGAM1进行实时动态的乙酰化调控,阐明PGAM1翻译后修饰的生物学意义。本研究在充分探索PGAM1抑制剂构效关系的基础上,完成了乙酰化小分子KHAc的设计合成,并在分子水平进行了小分子介导的蛋白质赖氨酸乙酰化的确认,利用结构生物学手段揭示了乙酰化反应的动态过程;随后在活细胞上表征了小分子靶向性调控PGAM1的100位赖氨酸乙酰化,揭示了其乙酰化后的能够影响细胞F-actin生成以及细胞迁徙能力的生物学功能。本项目的研究成果已发表基金标注的 SCI 收录文章5篇,包括 Cell Metabolism 及PNAS,申请中国发明专利一项,PGAM1的抑制剂成功转让至企业进行进一步合作开发,获得中国药学会药学科技二等奖和上海市药学会药学科技一等奖。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Synthesis and biological evaluation of anthraquinone derivatives as allosteric phosphoglycerate mutase 1 inhibitors for cancer treatment
用于癌症治疗的变构磷酸甘油酸变位酶 1 抑制剂蒽醌衍生物的合成和生物学评价
  • DOI:
    10.1016/j.ejmech.2019.01.085
  • 发表时间:
    2019-04-15
  • 期刊:
    EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Huang, Ke;Jiang, Lulu;Zhou, Lu
  • 通讯作者:
    Zhou, Lu
An allosteric PGAM1 inhibitor effectively suppresses pancreatic ductal adenocarcinoma
变构 PGAM1 抑制剂可有效抑制胰腺导管腺癌
  • DOI:
    10.1073/pnas.1914557116
  • 发表时间:
    2019-11-12
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Wen, Chen-Lei;Huang, Ke;Zhou, Lu
  • 通讯作者:
    Zhou, Lu
Development of Anthraquinone Analogues as Phosphoglycerate Mutase 1 Inhibitors
磷酸甘油酸变位酶 1 抑制剂蒽醌类似物的开发
  • DOI:
    10.3390/molecules24050845
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    MOLECULES
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Huang, Ke;Jiang, Lulu;Zhou, Lu
  • 通讯作者:
    Zhou, Lu
Benzo[d]isoxazole Derivatives as Hypoxia-Inducible Factor (HIF)-1α Inhibitors.
苯并[d]异恶唑衍生物作为缺氧诱导因子 (HIF)-1α 抑制剂。
  • DOI:
    10.1021/acsmedchemlett.2c00308
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    ACS Med. Chem. Lett.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xue ZA;Li HT;Xu Y;Zhou L;Qu ZB
  • 通讯作者:
    Qu ZB

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其他文献

阿片受体介导的心肌保护作用及糖尿病病理状态对其影响的研究进展
  • DOI:
    10.13753/j.issn.1007-6611.2018.12.027
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    山西医科大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    苏娃婷;夏中元;周璐;张元;王雅枫;雷少青
  • 通讯作者:
    雷少青
以1-甲基-1-甲氧基乙基为保护基的一锅法合成5-芳香二酮-1H-四氮唑
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    刘明明;钟东威;周家毅;周璐;叶德泳
  • 通讯作者:
    叶德泳
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  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn501113-20200819-00466
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华肝脏病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘曼;张红霞;张璐;赵经文;周璐;王邦茂
  • 通讯作者:
    王邦茂
济源盆地中侏罗统马凹组上段混合沉积特征及其控制因素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    沉积与特提斯地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴伟;周璐;孙风波;王鹏晓
  • 通讯作者:
    王鹏晓
抗肿瘤代谢靶标磷酸甘油酸变位酶1及其抑制剂的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    药学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江露露;周璐;叶德泳
  • 通讯作者:
    叶德泳

其他文献

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周璐的其他基金

非半胱氨酸靶向的磷酸甘油酸变位酶1共价抑制剂设计
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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作用于磷酸甘油酸变位酶1变构位点的抑制剂设计、合成及生物活性测定
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磷脂酶A2及鞘磷脂合成酶双功能抑制剂研究
  • 批准号:
    20902013
  • 批准年份:
    2009
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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