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宿主和病毒通过E3泛素连接酶TRIM25调控RLR-MAVS固有免疫信号通路的结构基础和干预分子研究
结题报告
批准号:
81571539
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
邝志和
依托单位:
学科分类:
H1104.炎症、感染与免疫
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
周玉英、郭淑军、游婷婷、王育辉、韦焕
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中文摘要
RIG-I样受体(RLRs,包括RIG-I、MDA5、LGP2)是细胞抵御病毒入侵的模式识别受体。当RIG-I和MDA5与病毒RNA结合时发生构象改变并与线粒体外膜上的MAVS蛋白结合进而激发固有免疫反应。这一过程依赖于宿主细胞E3泛素连接酶TRIM25介导的RIG-I和/或MAVS分子寡泛素化,但目前对于TRIM25如何与RIG-I或MAVS相互作用并产生共价或非共价结合的寡泛素链仍不清楚。本项目将对这一悬而未决的重要科学问题进行探索,通过生物物理学方法研究TRIM25与RIG-I及MAVS间可能存在的相互作用和复合物结构。另一方面,不同病毒发展进化出多种针对RLR-MAVS信号通路的逃避机制。我们将研究甲型流感病毒NS1蛋白拮抗RIG-I和TRIM25等宿主蛋白的具体机制和结构基础,并通过基于片段的NMR筛选新方法寻找抑制NS1蛋白的小分子,作为研发抗病毒创新药物的第一步。
英文摘要
RIG-I-like receptors (RLRs, including RIG-I, MDA5, and LGP2) are pattern recognition receptors that sense viral RNA and trigger innate immunity responses. Upon activation by viral RNA, RIG-I and MDA5 undergo conformational change and interact with the mitochondrial bound protein MAVS (IPS-1/VISA/Cardif)to induce signalling. Ubiquitination of RIG-I and/or MAVS, mediated by the E3 ubiquitin ligase TRIM25, is crucial to this process. However, molecular mechanism for the TRIM25-RIG-I/MAVS interactions and the generation of coupled or uncoupled K63-ubiquitin chains remains elusive. This project aims to investigate the molecular interactions among TRIM25, RIG-I and MAVS. Moreover, viruses developed various strategies to overcome the host RLR-MAVS system. We will investigate how the NS1 protein of influenza A virus antagonize RIG-I and TRIM25, and will develop small molecule inhibitors targeting NS1 protein through fragment-based NMR screening.
宿主细胞抗病毒天然免疫反应信号通路依赖于E3泛素连接酶TRIM25和RNF135(又名Riplet、RUEL)介导的RIG-I分子寡泛素化。最新的研究表明RNF135/Riplet(而不是TRIM25)才是促进RIG-I信号通路激活所必需的关键E3泛素连接酶(Cadena, et al. Cell, 2019),但目前RNF135蛋白的晶体结构或溶液结构仍未被报道,它与RIG-I相互作用的结构基础仍不清楚。在本项目资助下,我们研究了RNF135蛋白PRY-SPRY结构域的结构特征及其与RIG-I蛋白的相互作用。我们通过生物物理学方法发现RNF135蛋白PRY-SPRY结构域与RIG-I蛋白CTD在体外并无直接相互作用,因此未能制备两者的复合物及解析复合物的晶体结构。我们进行了RNF135蛋白PRY-SPRY结构域的溶液核磁共振研究并完成了主链的化学位移归属,为使用核磁共振方法研究该结构域的溶液结构及其与RIG-I分子其他区域、RIG-I/dsRNA复合物、及其他蛋白的相互作用奠定了基础。我们发现RNF135蛋白PRY-SPRY结构域N端在溶液中不形成稳定的alpha-螺旋,与之前报道的多个其他蛋白的PRY-SPRY结构域的晶体结构不同。我们通过核磁共振波谱比较了野生型RNF135蛋白PRY-SPRY结构域及可以导致MMFD综合症(一种过度生长综合症)的R286H突变体,发现该突变并不影响结构域的整体结构。另一方面,针对同样含有SPRY结构域并调控宿主天然免疫反应的E3泛素连接酶SPSB2,我们设计了系列环状抑制肽,解析了SPSB2非结合状态晶体结构以及多个SPSB2-环状抑制肽复合物的晶体结构,阐明了构效关系,论文发表后已被Nature Reviews Drug Discovery和Chemical Reviews等国际权威期刊的综述文章正面引用和用于作图。以上研究成果有助于深入了解RNF135和SPSB2等调控宿主抗病毒天然免疫反应的E3泛素连接酶的结构与功能以及相关抑制剂分子的研发。
期刊论文列表
专著列表
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Crystal structure of the SPRY domain of human SPSB2 in the apo state
apo 状态下人 SPSB2 SPRY 结构域的晶体结构
DOI:10.1107/s2053230x1900623x
发表时间:2019
期刊:Acta Crystallogr F Struct Biol Commun
影响因子:--
作者:Luo Yanhong;Li kefa;Yang Jinjin;Zhang Danting;Zhou Yuying;Kuang Zhihe
通讯作者:Kuang Zhihe
Crystal structure of SPSB2 in complex with a rational designed RGD-containing cyclic peptide inhibitor of SPSB2-iNOS interaction
SPSB2与合理设计的含有RGD的SPSB2-iNOS相互作用环肽抑制剂复合物的晶体结构
DOI:10.1016/j.bbrc.2017.05.122
发表时间:2017
期刊:Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子:3.1
作者:You Tingting;Wang Yuhui;Li Kefa;Zhang Danting;Wei Huan;Luo Yanhong;Li Hua;Lu Yongzhi;Su Xunchen;Kuang Zhihe
通讯作者:Kuang Zhihe
Backbone 1H, 13C, and 15N resonance assignments of the PRY-SPRY domain of RNF135
RNF135 PRY-SPRY 结构域的主链 1H、13C 和 15N 共振分配
DOI:10.1007/s12104-019-09895-w
发表时间:2019-05
期刊:Biomol NMR Assign
影响因子:--
作者:Zhang Danting;Wei Huan;Xue Hongjuan;Guo Shujun;Wu Bin;Kuang Zhihe
通讯作者:Kuang Zhihe
E3泛素连接酶RNF135发挥多种生物学功能的结构基础研究
  • 批准号:
    2020A1515010081
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    邝志和
  • 依托单位:
E3泛素连接酶SPSB家族蛋白与诱导型一氧化氮合酶等靶蛋白的复合物结构和相互作用抑制剂研究
  • 批准号:
    31270817
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    邝志和
  • 依托单位:
国内基金
海外基金