蛋白质甲硫氨酸亚砜化学标记方法研究
批准号:
22077045
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
刘春荣
依托单位:
学科分类:
生物体系分子探针
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘春荣
中文摘要
蛋白质甲硫氨酸亚砜化(P-S-Me→P-S(O)-Me)是一种重要的蛋白质氧还翻译后修饰,在细胞氧还状态调控、氧还信号转导中扮演了重要的角色。蛋白质甲硫氨酸亚砜及其还原酶Msrs也被发现与衰老和肝脏疾病、癌症、神经退行性疾病、心血管疾病等疾病病理密切相关。然而,具体生理和病理调控机制尚待进一步研究。而该研究的推进极大受限于分析检测工具的缺乏。迄今为止,能进行生理和病理样本蛋白质甲硫氨酸亚砜化位点分析的研究工具仍未见报道。本项目将基于化学选择性偶联反应,发展新型蛋白质甲硫氨酸亚砜化学标记策略尤其是亚砜构型(R/S)专一性的化学标记策略,分析鉴定细胞活性氧敏感蛋白质甲硫氨酸亚砜化位点,揭示甲硫氨酸亚砜还原酶还原底物位点,探讨氧还调控对细胞甲硫氨酸亚砜化的影响。研究成果将为细胞蛋白质甲硫氨酸亚砜化相关生理调控机制、氧还生物学、衰老机制、相关疾病病理研究以及药物设计提供有力的工具。
英文摘要
As a new type of dynamic redox protein post-translational modification, the protein methionine sulfoxidation (P-S-Me→P-S(O)-Me) in the presence of reactive oxygen species(ROS), plays important roles in cellular redox regulation and redox signaling, thus being closely related to biologic activities like ageing,and pathologies of many diseases such as liver diseases, cancers, human degenerative diseases, cardiovascular disease and so on. However, the research to clearly elucidate the physiological and pathological functions of protein methionine sulfoxidation has been confined due to the lack of efficient tools for detection of protein methionine sulfoxides. So far, there is still no report on the tools which enable identification and quantification of protein sulfoxidated sites, and even enantioselective analysis of protein sulfoxidated sites in biological and pathological samples. In this project, we will investigate chemoselective ligation reactions of methionine sulfoxide, and develop the chemical labeling strategy even sulfoxide-enantioselective labeling strategy for global profiling and sulfoxidate sites analysis of protein methionine sulfoxidation in cells. Exploiting these strategies, we also plan to reveal the redox sensitive intracellular protein sulfoxidated sites, as well as the new targets of methionine sulfoxide reductases. These results will provide powerful tools for better understanding the physiological and pathological functions of protein methionine sulfoxidation.
蛋白质甲硫氨酸亚砜化(Methionine Sulfoxidation, R-S-Me→R-S(O)-Me)是一种重要的蛋白质氧还动态翻译后修饰,在细胞氧还状态调控、氧还信号转导中扮演了重要的角色。同时,蛋白质甲硫氨酸亚砜及其还原酶Msrs被发现与衰老和许多疾病病理密切相关。然而,相关研究的推进受限于分析检测工具的缺乏。迄今为止,蛋白质甲硫氨酸亚砜化特异性抗体以及蛋白质甲硫氨酸亚砜化位点分析的研究工具皆未见报道。在基金的支持下,我们分别发展了甲硫氨酸亚砜、NCS与酰胺/脲(RCONH2)三组分反应以及甲硫氨酸亚砜与氯代羟酰胺的两组分生物偶联反应,并实现了多种重组蛋白与全蛋白中的蛋白质甲硫氨酸亚砜的标记。在此基础上,我们分别发展了蛋白质甲硫氨酸亚砜荧光成像分析法与化学蛋白质组学法,并实现了细胞蛋白质甲硫氨酸荧光成像分析与蛋白质组学分析,并揭示了Msrs对胞内甲硫氨酸亚砜水平、分布以及位点的影响。此外,我们还发展了羟胺酯与硫醚的高效特异性生物偶联反应,可在温和条件下对实现多肽、重组蛋白以及细胞裂解液中甲硫氨酸残基的化学标记。我们认为,这些研究工具的开发可以推动促进细胞蛋白质甲硫氨酸亚砜化调控机制、相关生理与病理功能研究、衰老机制以及相关疾病病理研究以及相关药物的设计开发。在基金支持下,我们发展了以2-吡啶炔基羰基化合物与半胱氨酸的化学专一性、快速的生物偶联反应,构建了快速isoTOP-ABPP方法实现了全蛋白质组半胱氨酸残基自身活性以及氧化还原敏感型位点分析;发展了羟胺-O-磺酸类化合物与亚磺酸的高效、化学专一性的生物偶联反应以及相应的开关型蛋白质亚磺酸荧光成像分析方法与定量化学蛋白质组学分析方法,成功实现了HeLa细胞中无活性氧刺激条件下蛋白质亚磺酸化位点分析/鉴定;分别发展了蛋白质脱氢丙氨酸生物偶联反应、GLUT1光控释放抑制剂以及丙酮酸的荧光探针。这些成果为氧化氧还原生物学、衰老以及相关疾病尤其是神经退行性疾病、癌症与心血管疾病的分子机制研究提供重要的信息,为相关的药物开发提供助力。
"Turn-on"型次磺酸荧光探针的设计与合成
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批准号:21502064
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘春荣
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依托单位:
国内基金
海外基金