课题基金 / 基金详情

NMR研究人类蛋白Sin3A-PAH2调控TNBC相关基因转录的分子机制

批准号:
22104143
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:
李双利
学科分类:
谱学理论与方法
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李双利

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
转录辅助调控因子Sin3A是三阴性乳腺癌(TNBC)的重要致病蛋白。Sin3A的PAH2结构域能结合多种转录因子,发挥抑制基因转录的作用,是潜在的癌症治疗靶点。自由态Sin3A-PAH2呈两种构象,并且在毫秒时间尺度进行构象交换。目前,两种构象的结构均未被解析。申请人前期发现其中一种构象与SID结合态相似,因此猜想Sin3A-PAH2的两种构象分别为不利于SID结合的基态和利于SID结合的激发态。本项目计划通过样品制备和NMR实验条件优化,使Sin3A-PAH2分别稳定在基态和激发态构象并解析结构,并利用CEST等方法分析两种构象的动态交换。进一步探讨激发态与SID结合态结构的异同以及结合动力学,论证“构象选择”模型。本项目预期首次解析自由态Sin3A-PAH2的结构,阐释其中的构象转换以及与SID配体结合的动态学机制,加深对于Sin3A功能的认识,有助于相关疾病如TNBC的精准治疗。
英文摘要
Sin3A is an important pathogenic protein of triple negative breast cancer (TNBC). The PAH2 domain of Sin3A can bind the SID domain of various transcription factors to inhibit gene transcription, which is a potential target for cancer therapy. The free state of Sin3A-PAH2 adopts two conformations that exchange on a millisecond time scale. At present, the structures of both conformations have not been solved. We found that one of the conformations was similar to the SID-bound state, so it was assumed that the two conformations of Sin3A-PAH2 were the ground state not binding to SID and the excited state binding to SID strongly. Through optimizations of sample preparation and NMR experimental conditions, this project plans to stabilize Sin3A-PAH2 in the ground state and excited state conformation respectively, solve the structures, and analyze the dynamic exchange of the two conformations using CEST and other methods. Then, the similarities and differences of the structures of the excited state and the SID-bound state as well as the SID-binding dynamics are further explored, so as to demonstrate the conformational selection model of Sin3A-PAH2/SID binding. This project is expected to report the free-state structure of Sin3A-PAH2 for the first time, elucidate the dynamic conformational exchange and the binding mechanism of Sin3A-PAH2 for SID ligand, and deepen the understanding of Sin3A function, which is helpful for the precise treatment of SIN3A-related diseases such as TNBC.
支架蛋白Sin3A的PAH2结构域通过结合多种转录因子,发挥抑制基因转录的作用,是潜在的三阴性乳腺癌治疗靶点。前人的研究显示自由态Sin3A-PAH2呈两种构象,并且在毫秒时间尺度进行构象交换。本项目通过序列优化,发现Sin3A-PAH2的C端区域可以影响蛋白构象,从19F谱和NHSQC谱对比发现,延长C端的Sin3A-PAH2呈现一种稳定的构象,利用液体核磁共振解析了Sin3A-PAH2蛋白的结构。此外,本项目利用双分子荧光互补实验证实转录因子TGIF1和Sin3A在细胞的细胞核内发生相互作用,用荧光偏振实验得到两者的亲和力在uM水平,并且C端区域的延长降低了Sin3A-PAH2与转录因子的结合亲和力,说明C端尾部与结构域主体有瞬态结合,这种瞬态接触对配体的结合有一定抑制作用,之后解析了SID和Sin3A-PAH2融合蛋白的结构,发现该蛋白质通过疏水相互作用与转录因子结合。进一步以复合物的结构为模型对Sin3A-PAH2进行了高通量药物筛选。本研究证实了Sin3A结构域之间的柔性区域可以稳定蛋白质的构象,并且对蛋白与配体相互作用的亲和力有调控作用,全面揭示了Sin3A-PAH2和转录因子TGIF1的互作机制。得到的三维结构和化学位移归属有助于后续关于Sin3A-PAH2和其他转录因子的相互作用研究,为未来靶向设计药物分子提供了关键的结构信息,有助于Sin3A相关疾病如TNBC的高效、精准治疗。
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