非经典泛素修饰蛋白的化学合成方法及应用
批准号:
91753205
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
300.0 万元
负责人:
刘磊
依托单位:
学科分类:
B0702.生物分子的化学生物学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
梅子青、李宜明、谭祥龙、谭晓丹、郑清芸、丁珊、邓晨、王涛、孔一夫
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中文摘要
非经典(K6, K11, K27, K29, K33等)泛素化近期被发现在多种细胞内生物过程中发挥关键调控作用。然而非经典泛素化修饰蛋白的获取困难限制了其生物化学等研究的开展。本项目拟通过发展方法实现非经典泛素修饰蛋白、泛素链探针的高效率合成,力求从根本上解决蛋白获取的难题,并将获取的非经典泛素修饰蛋白用于研究其涉及的动态修饰调控,阐明其生物化学过程及生物物理机制。具体计划是:①发展异泛素及溴带辅基方法,实现非经典泛素链及修饰蛋白的高效化学合成;②发展光亲和二泛素探针及二硫键交联的活性二泛素探针,高效实现特异性去泛素化酶的捕获、筛查及泛素链与泛素识别酶、去修饰酶复合物的构建;③阐明非经典K27泛素链的特异性生成及水解机制;④解析蛋白酶体特异性识别分叉泛素链及其去泛素化分子机制。本项目的实施将从方法创新的视角大幅提升非经典泛素研究的能力,为国内外研究提供实用的化学生物学方法及蛋白质探针工具。
英文摘要
Atypical ubiquitination(K6, K11, K27, K29, K33 etc.)has recently been revealed to play key regulatory roles in a variety of intracellular biological processes. However, the difficulty of obtaining atypical ubiquitin chains and ubiquitinated proteins limits the development of their biochemistry and biophysical studies. This project plans to carry out systematic studies on the development of new strategies for the efficient chemical synthesis of atypical ubiquitinated proteins and ubiquitin probes. These valuable ubiquitin reagents will be used to elucidate the biochemical and biophysical mechanisms of atypical protein ubiquitination. Specifically, we plan to examine the following ideas: 1) develop "isoUb" unit and alkyl bromides based "auxiliary handle" to acheive the efficient chemical synthesis of atypical ubiquitin chains and ubiquitinated proteins; 2) develop novel diubiquitin-based photoaffinity probes and disulfide cross-linked active probes for profiling, identification of linkage specific deubiquitinases, as well as to assemble the complex of atypical ubiquitin chains and their readers, writers or erasers; 3) elucidate the specific generation and hydrolysis mechanism of atypical K27 linked ubiquitin chains; 4) examine the mechanism of proteasome-specific identification of branched ubiquitin chains and the molecular mechanism of proteasomal degradation. The implementation of this project will enhance the study of atypical protein ubiquitination from the perspective of method innovation, as well as provide practical chemical biology methods and protein probe toolbox for further research.
发展化学合成方法来获取各类非经典泛素修饰的蛋白质及泛素探针,并利用这些蛋白和探针来研究它们所参与的分子机制和生物学功能,能够促进解决相关重要的生物学问题,具有重要的研究意义。本项目团队合作攻坚,主要完成了下面三方面的工作。(1)发展拓宽了蛋白酰肼方法体系,优化、创新了异泛素单元、氨乙基-自然化学连接、可逆骨架修饰技术等蛋白质化学合成方法,实现非经典泛素修饰蛋白、泛素链探针的高效制备,取得了具有自主知识产权的专利技术;(2)将获取的非经典泛素修饰蛋白用于组学及生化评价,例如筛查识别蛋白、评估去泛素化酶水解特异性、鉴定新型E3酶、探查链相互作用蛋白质组等;(3)使用非经典泛素工具开展修饰蛋白的生物物理应用研究,解析了E3酶Ubr1介导的连续泛素化原理、AAA+ ATPase p97工作机制、揭示磷酸化Parkin激活新机制等。项目自实施以来,共发表SCI标注论文51篇,包括Nature(2021)、Nat. Struct. Mol. Biol (2021)、Nat. Chem. Biol(2021)等,超额完成拟定的研究计划,彰显出蛋白质化学合成的样品制备技术在阐明复杂泛素蛋白质机器的生化作用过程以及复合物结构机制中的重要作用。
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
Chemical Synthesis of Proteins Containing 300 Amino Acids
含 300 种氨基酸的蛋白质的化学合成
DOI:10.1007/s40242-020-0150-y
发表时间:2020-06
期刊:CHEMICAL RESEARCH IN CHINESE UNIVERSITIES
影响因子:3.1
作者:Zhang Baochang;Li Yulei;Shi Weiwei;Wang Tongyue;Zhang Feng;Liu Lei
通讯作者:Liu Lei
A PROTAC peptide induces durable β-catenin degradation and suppresses Wnt-dependent intestinal cancer
PROTAC 肽可诱导持久的 β-连环蛋白降解并抑制 Wnt 依赖性肠癌
DOI:10.1038/s41421-020-0171-1
发表时间:2020-06-09
期刊:CELL DISCOVERY
影响因子:33.5
作者:Liao, Hongwei;Li, Xiang;Chen, Ye-Guang
通讯作者:Chen, Ye-Guang
Semi-synthesis of Ubiquitin-propargylamide for identifying deubiquitinase targeting inhibitors
泛素-炔丙酰胺的半合成用于鉴定去泛素酶靶向抑制剂
DOI:10.1016/j.cclet.2018.09.003
发表时间:2019-03
期刊:Chinese Chemical Letters
影响因子:9.1
作者:Tan Xiaodan;Bai Jingsi;Ding Shan;Ren Yujing;Hong Danning;Mei Ziqing;Li Yi-Ming
通讯作者:Li Yi-Ming
Chemical synthesis and racemic crystallization of rat C5a-desArg
大鼠C5a-desArg的化学合成及外消旋结晶
DOI:10.1016/j.cclet.2019.08.039
发表时间:2020-03
期刊:中国化学快报(英文版)
影响因子:--
作者:Chao Zuo;Baochang Zhang;Meng Wu;Donald Bierer;Jing Shi;Ge-Min Fang
通讯作者:Ge-Min Fang
Efficient synthesis of a side-chain extended diaminodiacid for solid-phase synthesis of peptide disulfide bond mimics
有效合成侧链延长的二氨基二酸,用于固相合成肽二硫键模拟物
DOI:10.1016/j.tetlet.2019.03.061
发表时间:2019-04
期刊:Tetrahedron Letters
影响因子:1.8
作者:Sun Shuai-Shuai;Chen Junyou;Zhao Rui;Bierer Donald;Wang Jun;Fang Ge-Min;Li Yi-Ming
通讯作者:Li Yi-Ming
非经典分泌因子S100A8/A9的分泌机制研究
- 批准号:92253302
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
蛋白质合成化学新技术及泛素化修饰合成、编辑与功能研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:800万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
基于骨架改性化学的蛋白质化学全合成仪器研制
- 批准号:22227810
- 项目类别:国家重大科研仪器研制项目
- 资助金额:891.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
基于组装-连接-反馈一体化平台的超快激光纳米异质连接及界面能带调控
- 批准号:92253302
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
人工智能辅助的镜像蛋白多肽药物设计和定向进化
- 批准号:22137005
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:306万元
- 批准年份:2021
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
超快激光沉积疏松纳米复合材料及其高温高可靠性连接应用
- 批准号:51775299
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
蛋白质化学合成与生物学应用
- 批准号:21532004
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
超快激光制备有序微纳米表面结构及其改善钎焊的机理研究
- 批准号:51405258
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
光敏控制的构象锁定寡肽作为信号转导研究探针
- 批准号:91013007
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
新型多肽片断连接方法用于蛋白质的全合成
- 批准号:20842003
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:刘磊
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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