DNA同源重组修复途径中作用于RecA核纤丝的重要蛋白及其复合物的三维结构与功能研究

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基本信息

  • 批准号：
    31070684
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    闫小雪
  • 依托单位：
    中国科学院生物物理研究所
  • 学科分类：
    C0502.分子生物物理
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

RecA核纤丝的定位与生长是细胞发生DNA同源重组修复的最初事件，它也是DNA重组修复途径中的最关键事件。原核生物体中的RecF、RecO、RecR蛋白和人源的Hop2，Mnd1蛋白对RecA核纤丝定位和生长起到重要的调控作用。但是，它们的作用机理并不清楚。本研究项目旨在通过X-ray 晶体学方法解析来源于极端嗜热菌（Thermoanaerobacter tengcongensis）和人源的修复蛋白及其蛋白复合物（RecF、RecO、RecR、RecR/F、RecO/R和Hop2/Mnd1等）的三维结构，结合生物化学、分子生物学和细胞生物学等方法技术，开展功能研究，从而探讨这些修复蛋白和蛋白复合物的结构与功能关系。以上研究将有助于进一步阐明这些功能蛋白调控RecA核纤丝定位与生长的分子机理，为可能的DNA损伤引起的人类严重疾病的研究工作提供结构启示。

结项摘要

RecA核纤丝的定位与生长是细胞发生DNA同源重组修复的最初事件，它也是DNA重组修复途径中的最关键事件。原核生物体中的RecF、RecO、RecR蛋白和人源的Hop2，Mnd1蛋白对RecA核纤丝定位和生长起到重要的调控作用。但是，它们的作用机理并不清楚。本研究通过X-ray 晶体学方法解析来源于极端嗜热菌和人源的修复蛋白及其蛋白复合物（RecF、RecO、RecR、RecR/F、RecO/R和Hop2/Mnd1等）的三维结构，结合生物化学、分子生物学和细胞生物学等方法技术，开展功能研究，从而探讨这些修复蛋白和蛋白复合物的结构与功能关系。.1．RecR是RecFOR途径中最重要的重组介体蛋白。它与RecF和RecO相互作用促进RecA蛋白的装载。我们测定了来源于TTE（Thermoanaerobacter tengcongensis） RecR及其突变体的晶体结构。基于以上研究，我们推测了RecR 和RecO以及ssDNA 相互作用的三元复合物模型。.2．SbcD是Mre11 的同系物，它与SbcC（Rad50的同系物）形成的复合物SbcCD广泛地参与DNA的修复过程，是参与RecA核纤丝形成和延长的重要蛋白复合物。我们运用Hg原子衍生物单波长反常散射的方法解析SbcD,SbcD-Mn2+1.9埃、2.0埃的晶体三维结构。此外，我们运用荧光显微镜技术首次证明了Mre11具有双连DNA内切酶活性。进一步在结构和突变体生化实验结果的基础上提出了Mre11与ssDNA的相互作用模型。.3．Type I R-M系统是最早被发现却又是最为复杂的R-M系统。Type I甲基转移酶包含一个DNA识别亚基（HsdS）和两个甲基化亚基（HsdM）。大肠杆菌EcoKI-M2S1的电镜模型展示了Type I甲基转移酶的闭合状态，目前还没有关于其开放态模型的报道。我们运用Hg原子衍生物的单波长反常散射方法解析了来源于腾冲嗜热菌Type I R-M系统中HsdS亚基（TTE-HsdS）1.95 Å的三维结构。基于结构分析和生化实验，我们提出了Type I甲基转移酶M2S1闭合态与开放态转换的动态模型。.4．RecOR 复合物的结构和功能的讨论正在进行中。.已经发表四篇SCI学术论文，另外，一篇学术论文已经排版。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
High-resolution structures of AidH complexes provide insights into a novel catalytic mechanism for N-acyl homoserine lactonase
AidH 复合物的高分辨率结构为 N-酰基高丝氨酸内酯酶的新型催化机制提供了见解
  • DOI：
    10.1107/s0907444912042369
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Gao, Ang;Mei, Gui-ying;Liang, Dong-cai
  • 通讯作者：
    Liang, Dong-cai
1.37 A crystal structure of pathogenic factor pectate lyase from Acidovorax citrulli.
1.37 来自西瓜食酸菌的致病因子果胶酸裂合酶的晶体结构。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Proteins: Structure, Function, and Genetics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Tang, Qun;Liu, Yan-Ping;Ren, Zheng-Guang;Yan, Xiao-Xue;Zhang, Li-Qun
  • 通讯作者：
    Zhang, Li-Qun
Structure of HsdS subunit from Thermoanaerobacter tengcongensis sheds lights on mechanism of dynamic opening and closing of type I methyltransferase.
腾康热厌氧杆菌的 HsdS 亚基结构揭示了 I 型甲基转移酶动态打开和关闭的机制
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0017346
  • 发表时间：
    2011-03-02
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Gao P;Tang Q;An X;Yan X;Liang D
  • 通讯作者：
    Liang D
RecOR complex including RecR N-N dimer and RecO monomer displays a high affinity for ssDNA.
包含 RecR N-N 二聚体和 RecO 单体的 RecOR 复合物对 ssDNA 表现出高亲和力
  • DOI：
    10.1093/nar/gks889
  • 发表时间：
    2012-11
  • 期刊：
    Nucleic acids research
  • 影响因子：
    14.9
  • 作者：
    Tang Q;Gao P;Liu YP;Gao A;An XM;Liu S;Yan XX;Liang DC
  • 通讯作者：
    Liang DC

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其他文献

调控基因gacA在荧光假单胞菌2P24
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    植物病理学报，（2004），34(3): 272-279。
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    闫小雪;张力群*;杨之为;唐文
  • 通讯作者：
    唐文

其他文献

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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

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          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]
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          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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