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RNA结构的多维氢检测固体核磁共振新方法
结题报告
批准号:
21874004
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
王申林
依托单位:
学科分类:
B0403.谱学方法与理论
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐小俊、刘畅、杨玉飞、赵伟、赵莎
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中文摘要
RNA三维结构以及结构-功能关系是目前的学术前沿和热点课题。RNA柔性大、难结晶,其结构研究严重滞后于其他生物大分子,亟需发展新的结构分析手段。此项目中,我们将以建立高效、快速、普适的RNA三维结构解析的氢检测固体核磁共振方法学为研究目标。以HIV病毒二聚引发位点RNA为模型,发展适用于固体核磁共振研究的非结晶RNA固体样品的制备方法,提高固体核磁共振研究RNA的普适性;发展基于PAIN和PAR机制的,长程距离约束采集实验技术,提高结构分析的研究效率;以及建立快速魔角旋转条件下、三维氢检测固体核磁共振实验方法。通过设计的三维固体核磁共振实验,并结合同位素标记策略和快速魔角旋转实验技术,建立RNA结构的氢检测固体核磁共振方法学体系,并完成HIV病毒二聚引发位点RNA片段的结构解析。本课题深入发展固体核磁共振研究RNA结构的实验技术,为未知RNA三维结构解析提供新的研究思路。
英文摘要
Structure determination on large RNAs is a formidable challenge in the field of structural biology. Most RNAs contain flexible segments and are difficult to form large 3D crystals, limiting the applications of traditional structural biology tools. The development of RNA structures largely lag behind that of other biomacromolecues. This project aims in the methodologies advancement of RNA structure characterization by solid-state NMR spectroscopy. A RNA fragment corresponding to the dimerization initiation site of the HIV genome will be applied as a model system to develop solid-state NMR methods. We will develop the non-crystalline RNA solid-state sample preparation approach. Selectively 2D labeling approaches joint with fast magic angle spinning solid-state NMR spectroscopy will be applied to develop the three dimensional proton-detected solid-state NMR spectroscopy and to facilitate in collecting long-range distance restraints for structure determination. This project will advance multiple solid-state NMR methods, which would support RNA structure characterization.
RNA三维结构以及结构-功能关系是目前的学术前沿和热点课题。RNA柔性大、难结晶,其结构研究严重滞后于其他生物大分子,亟需发展新的结构分析手段。此项目中,我们将以建立高效、快速、普适的RNA三维结构解析的氢检测固体核磁共振方法学为研究目标。在本项目实施过程中,我们以HIV病毒二聚引发位点RNA、核糖开关RNA、以及与渐冻症相关的(GGGGCC)5凝胶RNA为案例,发展了一系列适用于RNA研究的固体核磁共振研究原创性新方法。其中包括,发展了基于乙醇沉淀的非结晶RNA固体样品的制备方法,提高固体核磁共振研究RNA的普适性。原创性发明了一系列基于氢检测技术的多维固体核磁共振的脉冲序列,包括hCHNH,WaterREXSY,1H-15N-TEDOR(以及包含频率选择性的TEDOR)等,实现了RNA固体条件下的结构-动态表征。首先,这些脉冲序列,实现了长程距离约束采集,有效地检测了结晶RNA, 非结晶RNA,凝胶RNA中的氢键信息,并首次实现了凝胶中聚集态RNA的结构表征。此外,通过弛豫信号优化的方法,建立了快速检测的固体核磁共振技术,1H-15N-LHSQC技术,实现了RNA固体核磁共振信号2倍的增强。在RNA动态学性质领域,通过WaterREXSY实验,于国际上首次实现了固体状态下,RNA中弱稳定性碱基对的表征,实现了从0到1的突破。在此项目的支持下,部分学术成果已发表,学术论文8篇(其中国内期刊2篇),申请专利8项,已授权4项。在人才培养方面,培养博士后1名,博士研究生毕业3名,硕士毕业1名。课题研究成果,获北京市分析测试科技成果及青年人才成长评价论文一等奖。并在多个国内、国际重要学术会议进行宣讲。
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
Negatively charged phospholipids accelerate the membrane fusion activity of the plant-specific insert domain of an aspartic protease.
带负电荷的磷脂加速天冬氨酸蛋白酶植物特异性插入结构域的膜融合活性
DOI:10.1016/j.jbc.2021.101430
发表时间:2022-01
期刊:The Journal of biological chemistry
影响因子:--
作者:Zhao X;Ma X;Dupius JH;Qi R;Tian JJ;Chen J;Ou X;Qian Z;Liang D;Wang P;Yada RY;Wang S
通讯作者:Wang S
NMR Spectroscopic Studies Reveal the Critical Role of Isopeptide Bond in Forming the Otherwise Unstable SpyTag-SpyCatcher Mutant Complexes.
核磁共振波谱研究揭示了异肽键在形成不稳定的 SpyTag-SpyCatcher 突变体复合物中的关键作用。
DOI:10.1021/acs.biochem.0c00287
发表时间:2020
期刊:Biochemistry
影响因子:2.9
作者:Nan Zhang;Jing Liu;Yajie Liu;Wen-Hao Wu;Jing Fang;Xiao-Di Da;Shenlin Wang;Wen-Bin Zhang
通讯作者:Wen-Bin Zhang
Insights into the mechanism of membrane fusion induced by the plant defense element, Plant Specific Insert
深入了解植物防御元件“植物特异性插入物”诱导的膜融合机制
DOI:10.1074/jbc.ra120.014311
发表时间:2020
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Xiaoli Zhao;Jenny Tian;Hua Yu;Brian C. Bryksa;John H. Dupuis;Xiuyuan Ou;Zhaohui Qian;Chen Song;Shenlin Wang;Rickey Y. Yada
通讯作者:Rickey Y. Yada
Modulation mechanism of aquaporins by mercury revealed by solid-state NMR and molecular dynamics simulations
固态核磁共振和分子动力学模拟揭示了汞对水通道蛋白的调节机制
DOI:10.1016/j.mrl.2022.12.002
发表时间:2023-01
期刊:Magnetic Resonance Letters
影响因子:--
作者:Shenlin Wang
通讯作者:Shenlin Wang
Longitudinal Relaxation Optimization Enhances H-1-Detected HSQC in Solid-State NMR Spectroscopy on Challenging Biological Systems
纵向弛豫优化增强了具有挑战性的生物系统中固态 NMR 光谱中 H-1 检测的 HSQC
DOI:10.1002/chem.201805327
发表时间:2019
期刊:Chemistry - A European Journal
影响因子:--
作者:Han Rong;Yang Yufei;Wang Shenlin
通讯作者:Wang Shenlin
基于原位多糖特异性顺磁标记的全细胞固体核磁共振新方法
  • 批准号:
    91953104
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    王申林
  • 依托单位:
固体核磁共振解析七次跨膜蛋白Leptosphaeria rhodopsin的三维结构
  • 批准号:
    31470727
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    95.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王申林
  • 依托单位:
国内基金
海外基金