人源APOBEC3F蛋白CD2结构域催化DNA胞嘧啶脱氨基化抗HIV感染分子机制研究
批准号:
91753119
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
70.0 万元
负责人:
曹春阳
依托单位:
学科分类:
B0702.生物分子的化学生物学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王春喜、刘亚平、刘新莲、王飞、章璐
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中文摘要
APOBEC3F(A3F)是胞嘧啶脱氨基化酶A3家族成员,含CD1和CD2结构域。A3F-CD2既通过与HIV病毒Vif蛋白作用介导病毒壳体化,又负责催化病毒单链DNA胞嘧啶脱氨基化,诱导G –> A超突变,使HIV基因组不能执行其功能,抑制病毒复制。A3F-CD2催化胞嘧啶脱氨基化特异性发生在DNA靶序列5’-TC-3’上,分子机制与酶催化机理没有报道。靶序列的存在,不利于得到瞬态的A3F-CD2与底物DNA稳定复合物。本项目优化DNA序列, 设计包含5’-TT-3’, 5’-AC-3’及5’-GC-3’等序列的DNA,使靶序列中T与C分开,减缓或阻止催化反应,以期得到A3F-CD2与DNA稳定复合物进行结晶,利用X-衍射单晶技术解析复合物结构,利用酶学、细胞生物学等技术验证结构合理性,阐明A3F催化脱氨基化结构基础。结合核磁共振技术实时检测酶活性,探讨A3F抗HIV病毒感染的分子机制。
英文摘要
APOBEC3F (A3F) is a member of the family of deoxycytidine deaminases APOBEC, which can convert dC residue in single-stranded DNA (ssDNA) to dU, and act as a DNA editor. APOBEC3F contains two domains, A3F-CD1 at its 5’-terminus and A3F-CD2 at its 3’-terminus. A3F-CD2 not only mediates the interactions of A3F with Vif protein of the virus, but also catalyzes cytidine deamination, induces GA-to-AA hypermutation in double-stranded DNA, impairs biological function of HIV-1 virus genes, and suppresses virus replication. The deamination site of A3F-CD2 specially locates at the cytidine at 3’-terminus of the hot spot 5’-TC-3’ in the antisense ssDNA of virus gene. However, the mechanism about how A3F-CD2 specifically recognizes the hot spot 5’-TC-3’ in ssDNA and how A3F-CD2 performs its deamination reactions on cytidine is still unclear. In the project, to avoid or to stop the catalytic deamination by A3F-CD2, and to get stable complex of A3F-Cd2 with ssDNA for structural studies, we plan to firstly design ssDNA with 5’-TT-3’, 5’-AC-3’, 5’-GC-3’, etc, key sequence motifs in ssDNA, to separate T and C in 5’-TC-3’ hotspot. Then we will try to determine the structure of A3F-CD2 in complex with ssDNA by X-ray crystallography, and confirmed the complex structure by enzymology, biochemistry and cell biology assays. At the same time, we will real-time monitor cytidine deamination catalyzed by A3F-CD2 through NMR techniques. The results from this project will provide solid evidences to explain the molecular basis of how A3F-CD2 performs its deamination reaction on virus ssDNA, revealing the structural basis of A3G’s anti-virus activities.
本项目计划开展人源APOBEC3F蛋白CD2结构域催化DNA胞嘧啶抗HIV感染的分子机制。在项目资金资助下,开展了如下工作:(1)完成了APOBEC3F CD2与两个单链DNA复合物晶体结构,揭示了APOBEC3F-CD2特异性识别DNA中胞嘧啶的分子机制;其中DNA结合位点W209, W277, Y307, Y308, F309, W310, Y314, Y333, K358, Y359, 以及A3F二聚作用位点K352K355共同发挥识别DNA的作用。最终,我们通过结构模拟说明了A3F对DNA胞嘧啶的脱氨基化机制研究结果发表在Chin J Chem, 2018上;(2)作为拓展性工作,开展了APOBEC3F同源蛋白APOBEC3G的CD2结构域与DNA相互作用机制研究;研究结果发表在Chem -An Asian J,2019上;(3)作为拓展性工作,开展了APOBEC3F的同源蛋白APOBEC3A特异性识别DNA中胞嘧啶分子机制,发现在溶液中APOBEC3A及DNA均存在两种构象,APOBEC3A通过特异性与非特异性与DNA相互作用的模式,协同识别DNA中的胞嘧啶,相关结果已经整理,准备投稿。(4)最终,发表标注项目基金号的SCI论文10篇,申请中国专利2项。承办一次国内会议(第七届华东地区结构生物学会议暨第25届上海结构生物学合作网络会议),参加国内学术会议10次(其中化学生物学会议2次),国际学术会议4次;培养博士研究生2名,硕士研究生2名。
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
A putative G-quadruplex structure in the proximal promoter of VEGFR-2 has implications for drug design to inhibit tumor angiogenesis
VEGFR-2 近端启动子中假定的 G-四链体结构对抑制肿瘤血管生成的药物设计具有意义
DOI:10.1074/jbc.ra118.002666
发表时间:2018
期刊:Journal of Biological Chemistry
影响因子:4.8
作者:Liu Yaping;Lan Wenxian;Wang Chunxi;Cao Chunyang
通讯作者:Cao Chunyang
DOI:10.3969/j.issn.1000-5137.2020.02.012
发表时间:2020
期刊:上海师范大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:周冰涵;严小璇;蓝文贤;王春喜;曹春阳
通讯作者:曹春阳
Colchicine selective interaction with oncogene RET G-quadruplex revealed by NMR
NMR揭示秋水仙碱与癌基因RET G-四联体的选择性相互作用
DOI:10.1039/d0cc00221f
发表时间:2020
期刊:Chemical Communications
影响因子:4.9
作者:Wang Fei;Wang Chunxi;Liu Yaping;Lan Wenxian;Han Hao;Wang Renxiao;Huang Shaohua;Cao Chunyang
通讯作者:Cao Chunyang
NMR Studies on the Interaction between Oncogene RET G-Quadruplex and Berberine†
Oncogene RET G-Quadruplex 与小檗碱相互作用的 NMR 研究
DOI:10.1002/cjoc.202000301
发表时间:2020
期刊:Chinese Journal of Chemistry
影响因子:5.4
作者:Wang F.;Wang C.;Liu Y.;Lan W.;Wang R.;Huang S.;Cao C.
通讯作者:Cao C.
Investigating the interactions between DNA and DndE during DNA phosphorothioation
研究 DNA 硫代磷酸化过程中 DNA 和 DndE 之间的相互作用
DOI:10.1002/1873-3468.13529
发表时间:2019
期刊:FEBS Letters
影响因子:3.5
作者:Yao Penfei;Liu Yaping;Wang Chengkun;Lan Wenxian;Wang Chunxi;Cao Chunyang
通讯作者:Cao Chunyang
选择性靶向BK(α+β4)离子通道的抗癫痫多肽药charybdotoxin突变体Q18F设计与分子机制研究
- 批准号:22177127
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2021
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
靶向BK(α+β4)通道的多肽martentoxin抗癫痫分子机制研究
- 批准号:21977110
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66万元
- 批准年份:2019
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
人源APOBEC3G蛋白CD2结构域催化DNA脱氨基化抗HIV感染分子机制研究
- 批准号:21778065
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
新型DNA糖基化酶AlkC识别损伤位点甲基化碱基结构与动力学基础研究
- 批准号:21472229
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
DNA磷硫修饰蛋白DndE与DNA复合物结构研究
- 批准号:21272261
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
ESCRT体系中Vps60肽段(128-186aa)与Vta1蛋白N-端结构域复合物溶液结构确定
- 批准号:30970595
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
DNA硫修饰蛋白DndE溶液结构确定及其功能初步研究
- 批准号:20872169
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:曹春阳
- 依托单位:
国内基金
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