亚纳米单分子定位技术研究化学修饰对蛋白-膜相互作用的干预

批准号:
91753104
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
70.0 万元
负责人:
李明
依托单位:
学科分类:
B0707.化学生物学理论、方法与技术
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡书新、马东飞、马建兵、黄星榞、贾棋、陆越
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中文摘要
Alpha-synuclein (AS) 是由140个氨基酸组成的高丰度前突触蛋白,是帕金森病人大脑内Lewy小体的重要成分。AS在生物膜上聚集初期形成的可溶性寡聚物的毒性要强于多聚物,探讨影响AS聚集的动态过程意义重大。AS的氨基酸序列中存在众多能被翻译后修饰的位点, 不同修饰影响其与磷脂的结合、自身的聚集以及毒性作用。本项目计划发展并优化在亚纳米精度实时测量蛋白质与生物膜精细相互作用的单分子荧光技术,测量AS在膜上的折叠、插膜和聚集,通过单分子水平的新实验检验文献中提出的多种分子模型,研究化学修饰对AS折叠和聚集的干预与调控,甄别化学修饰与非化学修饰的AS的动态聚集的不同点,为建立化学修饰对AS初始聚集的干预和调控的模型提供定量科学依据。
英文摘要
Alpha-synuclein (AS) is a small (140-residue,14.5 kDa), soluble presynaptic protein that is highly conserved in vertebrates and has been implicated in Parkinson's disease, which is characterized by aggregation of AS into oligomers. Interaction between AS and lipids in the neuronal cell membrane has been proposed to be an important step in the process of oligomerization and cytotoxicity. Effects of post-translational modifications (phosphorylation, nitration, oxidation, methylation, acetylation, ubiquitination, and so on) on protein secondary structure and susceptibility to conformational changes can be dramatic. Even a small subpopulation of modified AS could have a substantial impact on kinetics and product distribution. The molecular mechanisms and the potential sequence of events involved in the formation of oligomers are unclear. Here we apply a newly developed technique, surface-induced fluorescence attenuation (SIFA) to study the intervention of protein-membrane interactions by chemical modifications. This sub-nanometer single-molecule localization technique aims to proble configurational modifications in AS and their effects on its conversion into disease-related forms. Our studies would have great impact on clarifying the links between AS and Parkinson's disease.
膜蛋白与膜的相互作用是蛋白质发挥生物学功能的重要途径,测量膜蛋白的动态过程对定量理解膜蛋白的干预和调控具有重要意义。细胞膜的尺寸仅有数纳米,因此发展高精度精密测量技术是至关重要的。本项目以发展亚纳米精度的单分子荧光定位方法为基础,并运用该方法研究神经性疾病关键蛋白Alpha-synuclein (AS) 、细胞凋亡关键蛋白tBid等膜蛋白,对其膜蛋白变异、小分子调控等动态过程进行精密定位测量,澄清了此前有争议的问题,并提出了新的分子模型,为理解致病机理和治疗策略提供科学依据。
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
DOI:10.7498/aps.67.20180099
发表时间:2018
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:Ma Li;He Xiao-Long;Li Ming;Hu Shu-Xin
通讯作者:Hu Shu-Xin
Detecting Single-Molecule Dynamics on Lipid Membranes with Quenchers-in-a-Liposome FRET
使用脂质体淬灭剂 FRET 检测脂膜上的单分子动力学
DOI:10.1002/anie.201813888
发表时间:2019
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Ma Dong-Fei;Xu Chun-Hua;Hou Wen-Qing;Zhao Chun-Yu;Ma Jian-Bing;Huang Xing-Yuan;Jia Qi;Ma Lu;Diao Jiajie;Liu Cong;Li Ming;Lu Ying
通讯作者:Lu Ying
Mismatch sensing by nucleofilament deciphers mechanism of RecA-mediated homologous recombination
通过核丝错配传感破译 RecA 介导的同源重组机制
DOI:10.1073/pnas.1920265117
发表时间:2020-08-25
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Huang, Xingyuan;Lu, Ying;Li, Ming
通讯作者:Li, Ming
Investigation of structure and dynamics of alpha-synuclein on membrane by quenchers-in-a-liposome fluorescence resonance energy transfer method
脂质体猝灭剂荧光共振能量转移法研究膜上α-突触核蛋白的结构和动力学
DOI:10.7498/aps.69.20191607
发表时间:2020
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:Ma Dong-Fei;Hou Wen-Qing;Xu Chun-Hua;Zhao Chun-Yu;Ma Jian-Bing;Huang Xing-Yuan;Jia Qi;Ma Lu;Liu Cong;Li Ming;Lu Ying
通讯作者:Lu Ying
DOI:10.1021/acs.biochem.8b00253
发表时间:2018
期刊:Biochemistry
影响因子:2.9
作者:Ma Li;Li Ying;Ma Jianbing;Hu Shuxin;Li Ming
通讯作者:Li Ming
生命分子机器的随机热力学和非平衡动力学
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:395万元
- 批准年份:2020
- 负责人:李明
- 依托单位:
DNA损伤修复中的若干关键物理问题及单分子解决方案
- 批准号:11834018
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:310.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:李明
- 依托单位:
力对DNA解旋酶活性的影响、相关的分子机制及可能的调控机理研究
- 批准号:11574382
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:73.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:李明
- 依托单位:
用单分子操控结合荧光成像研究染色质的组装和动力学
- 批准号:61275192
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:李明
- 依托单位:
全内反射增强单分子磁镊装置
- 批准号:10927402
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:180.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:李明
- 依托单位:
用单分子磁镊研究几种典型分子马达的工作机理
- 批准号:30870590
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:李明
- 依托单位:
生物膜界面的若干材料物理问题
- 批准号:10674158
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:36.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:李明
- 依托单位:
国内基金
海外基金
