CaCCs/TMEM16A通道离子跨膜输运机制的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11175055
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    68.0万
  • 负责人：
    展永
  • 依托单位：
    河北工业大学
  • 学科分类：
    A2503.统计物理与复杂系统
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

本项目将围绕钙离子激活型氯通道（CaCCs）及其分子基础跨膜蛋白16A（TMEM16A）的离子跨膜输运开展分子生物实验与非平衡统计理论并重研究，通过重点探讨：（1）TMEM16A通道钙离子与电压双重依赖性的相互关联及作用；（2）TMEM16A通道钙离子依赖的多种激活机制；（3）CaCCs/TMEM16A通道选择性通透机制；力求对这一复杂系统的生命过程及其物理问题有更加深入的了解，期望推动生命科学与物理学，特别是生物学实验与非平衡统计理论的有机结合。

结项摘要

本项目围绕钙离子激活型氯通道（CaCCs）及其分子基础跨膜蛋白16A（TMEM16A）的离子跨膜输运开展分子生物实验、非平衡统计理论与分子动力学模拟的并重研究，在分子水平深入探讨：CaCCs/TMEM16A通道钙离子与电压双重依赖性的相互关联及作用；TMEM16A通道钙离子依赖的多种激活机制以及选择性通透机制；并拓展研究内容进行小分子配基PIP2调节内向整流钾离子通道（Kir）构象变化的研究，从而对这一复杂系统的生命过程及其物理问题有更加深入的了解。经过课题组全体成员的共同努力，课题研究超额完成项目计划书的既定内容，在以下方面取得阶段性成果：.（1）发表高水平学术论文15篇(SCI收录)，总影响因子为44.78。获得国家发明专利授权2项，新申请发明专利6项。.（2）项目负责人展永教授获得河北省自然科学奖二等奖1项(2012年)。.（3）项目组成员安海龙教授入选河北省突出贡献专家（2015年），获得河北省杰出青年科学基金资助(2015年)、河北省高校“百名优秀人才创新支持计划”(2014年)等荣誉称号。.（4）培养博士研究生2名，硕士研究生5名，均已顺利毕业。项目组成员陈娅斐获得“河北省优秀博士论文”(2014年)和“河北省首批青年拔尖人才”荣誉称号(2013年)。.（5）共有25人次参加国际、国内学术会议，做专题报告6次，提交会议墙报30余个。.项目在以下方面取得了创新性成果：.（1）项目组应用非平衡态统计方法首次提出CaCCs通道在细胞膜内侧自由钙离子浓度和膜电位双重因素影响下的门控机制理论模型，并综合分析了小分子配基影响下TMEM16A通道开启与闭合的动力学过程。.（2）项目组创新性阐释了TMEM16A通道门控机制的三维结构构象细节。结果发现：TMEM16A不同钙离子结合区域间具有耦合作用。.（3）项目组发展出非ATP受体依赖性筛选实验方法，改进的方法具有低细胞毒性、高灵敏度、低成本和高检出率的优点。并利用此方法筛选出来自中药天然产物小分子的TMEM16A离子通道激活剂和抑制剂各3种，并已开展相关药物作用机理的研究工作。.（4）项目组首次实现了Kir2.1通道由关闭态向开放态的一系列构象变化，揭示了小分子配基PIP2通道内部通过长程传递作用，改变通道构象，从而影响通道功能的分子机制。

项目成果

期刊论文数量（26）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The cytosolic GH-loop regulates the PIP2-induced gating kinetics of Kir2 channels
胞质 GH 环调节 PIP2 诱导的 Kir2 通道门控动力学
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Biological Chemistry
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    安海龙;吕守芹;李军委
  • 通讯作者：
    李军委
Thepreference of amino acids determines the stability of proteins
氨基酸的偏好决定蛋白质的稳定性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chinese Physics Letter
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xie Xiaoxiao;Li Junwei;Zhan Yong;An Hailong
  • 通讯作者：
    An Hailong
Divalent Cations Modulate TMEM16A Calcium-Activated Chloride Channels by a Common Mechanism
二价阳离子通过常见机制调节 TMEM16A 钙激活氯离子通道
  • DOI：
    10.1007/s00232-013-9589-9
  • 发表时间：
    2013-12-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MEMBRANE BIOLOGY
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Yuan, Hongbo;Gao, Chongsen;An, Hailong
  • 通讯作者：
    An, Hailong
Identification of the Conformational transition pathway in PIP2 Opening Kir Channels.
PIP2 打开 Kir 通道的构象转变途径的鉴定
  • DOI：
    10.1038/srep11289
  • 发表时间：
    2015-06-11
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Li J;Lü S;Liu Y;Pang C;Chen Y;Zhang S;Yu H;Long M;Zhang H;Logothetis DE;Zhan Y;An H
  • 通讯作者：
    An H
Conformational Motions and Functionally Key Residues for Vitamin B12 Transporter BtuCD-BtuF Revealed by Elastic Network Model with a Function-Related Internal Coordinate.
具有功能相关内坐标的弹性网络模型揭示了维生素 B12 转运蛋白 BtuCD-BtuF 的构象运动和功能关键残基。
  • DOI：
    10.3390/ijms160817933
  • 发表时间：
    2015-08-04
  • 期刊：
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Su JG;Zhang X;Zhao SX;Li XY;Hou YX;Wu YD;Zhu JZ;An HL
  • 通讯作者：
    An HL

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NaK通道的布朗动力学研究
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  • 作者：
    张振东;展永;安海龙等
  • 通讯作者：
    安海龙等
TMEM16A通道上两个钙离子结合位点的协同作用机制
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    张素花;刘玉芝;张振东;耿金鹏;展永;安海龙
  • 通讯作者：
    安海龙
E224G调控PIP2诱导的内向整流钾离子通道的门控
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    展永
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    2018
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郝芳芳;赵同军;封贺;王建莉;展永
  • 通讯作者：
    展永

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

        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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