基于邻近标记技术的蛋白标记方法用于活细胞内G4相关蛋白的钓取及其功能研究
批准号:
22107086
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
黄海燕
依托单位:
学科分类:
生物分子的化学生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄海燕
中文摘要
G4相关蛋白与G4核酸之间的动态相互作用是揭示G4核酸生命调控功能的重要切入点,但是这种动态相互作用常常难以在实验条件下被捕捉,因此这也是G4功能研究的主要难点。目前的G4相关蛋白鉴定方法还具有很大的完善空间。为了深入研究G4与其相关蛋白的相互作用,本项目拟开发两种基于邻近标记技术的G4相关蛋白标记方法,用于活细胞内G4相关蛋白的钓取及鉴定。第一种,利用G4靶向的短肽RHAU23与生物素连接酶的融合蛋白对细胞中的G4进行识别并对邻近的蛋白生物素化标记;第二种,利用G4与血红素复合物的拟过氧化物酶活性对活细胞中G4附近的蛋白进行催化标记。本项目还将从所鉴定的G4相关蛋白中选取对细胞正常生理调控及癌症发生发展相关的G4解旋蛋白,对其细胞内的作用靶点及其对靶基因表达的调控功能进行研究。本项目的开展有望发现更多新的G4相关蛋白,有助于进一步揭示G4在正常生理活动及疾病发生和治疗过程中的重要功能。
英文摘要
The interactions between G-quadruplex(G4) and G4 related proteins are dynamically changed, which declares its significant aspect to reveal the biological function of G4. But these dynamic interactions are often difficult to be captured under experimental conditions, that makes it the main difficulty in the study of G4’s biological function. There is still much we can do to develop the identified method of G4 related proteins. For the purpose to study the interactions between G4 and its related proteins deeply, two new strategies were established to pull-down intracellular G4 related proteins in this project, which mainly based on enzyme-catalyzed proximity labeling. The first one is based on the fusion protein of a G4 targeting short peptide RHAU23 and a biotin ligase, which can specifically recognize G4 in vivo and labels the adjacent proteins with biotin. The second is based on G4-hemin peroxidase-mimicking activity, which can catalyze the covalent labeling of proximal proteins. We also conduct an in-depth study on G4 helicase which is related to normal cell regulation and cancer development, to reveal its target sites and regulatory functions in vivo. The establishment of these new methods are expected to find more G4 related proteins, which will help to further reveal the G4’s important roles in normal physiological activities and in the development and therapy of diseases.
G-四链体(G4)是由富含鸟嘌呤的核酸形成的非经典核酸结构,参与基因调控、可变剪接及疾病发生发展等过程。解析G4相关蛋白是阐明其生物学功能的关键,但现有方法难以动态捕获活细胞内的G4相关蛋白相互作用网络。因此,开发活细胞内高效鉴定G4相关蛋白的技术具有重要科学价值。. 本项目设计了一种双功能探针G4PID,由G4结合域RHAU23与生物素连接酶miniTurbo融合而成,可在活细胞中靶向G4并标记邻近蛋白。通过优化建立PLGPB(邻近标记介导的G4相关蛋白特异性生物素连接流程)策略,系统鉴定了149个候选G4相关蛋白。项目验证了7个新的G4结合蛋白。进一步的功能研究发现G4小分子PDS处理抑制了G4包含位点INPPL1和PPP6R2基因的外显子跳跃,证实G4可能在可变剪切过程中发挥作用。. 本项目的科学意义在于新方法的开发有助于寻找新的G4相关蛋白,对于G4功能的挖掘具有重要的推动作用。G4PID的邻近标记功能较之前的鉴定方法而言,可同时对不同G4位点附近的蛋白网络进行全面标记,能够为G4相关蛋白网络的研究提供重要工具。此外,G4PID的可编程性为靶向特定G4序列的相关蛋白奠定基础,为疾病相关G4靶点的发现及药物开发提供新思路。
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