前体mRNA剪切因子SF1磷酸化的结构与功能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31400699
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    张云
  • 依托单位：
    中国科学院福建物质结构研究所
  • 学科分类：
    C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Pre-mRNA alternative splicing is essential for gene expression and protein diversity. A malfunction in regulation of pre-mRNA splicing has been linked to tumourigenesis. Recognition of 3' splice site, which involves several splicing factors, has been proved a key step in pre-mRNA splicing. In complex E, SF1 and U2AF cooperatively define 3' splice site. SF1 recognizes pre-mRNA at branch-point sequence and its N-terminal domain interacts with U2AF65. It has been proposed that SF1 phosphorylation provides a crucial way for regulation of pre-mRNA splicing. In this project, we will perform in vitro specific phosphorylation of SF1 using biochemical methods. Combined MS, NMR and X-ray crystallography techniques, we will determine 3D structure of phosphorylated SF1 and the related complexes.The dynamics will be investigated as well. Our studies will provide first structural insight for the molecular mechanisms of pre-mRNA splicing regulation by SF1 phosphorylation. We will reveal the impact of SF1 phosphorylation in gene expression. This project will contribute significantly to understanding the pathogenesis of cancers linked to malfunction of pre-mRNA splicing regulation.
前体mRNA的选择性剪切决定了生物体的基因表达和蛋白的多样性，mRNA剪切调控紊乱已被证明与多种癌症发病相关。前体mRNA内含子3'剪切位点识别是非常关键的一步，并有多种剪切因子参与。在早期剪切体中，SF1与U2AF共同定义3'剪切位点。SF1识别前体mRNA分支点序列，同时SF1 N端区域与U2AF65相互作用。SF1的磷酸化被认为是前体mRNA剪切中重要的调控手段之一。本项目将利用生化方法实现对SF1体外特异性磷酸化，结合质谱、核磁共振以及X-ray 晶体衍射技术对磷酸化SF1蛋白以及相关复合物大分子进行结构变化和动力学研究。本项目将揭示SF1磷酸化在mRNA剪切调控的分子机理，理解SF1磷酸化在生物体中的功能，从而解释因mRNA剪切调控紊乱导致人类多种癌症的发病机制。

结项摘要

前体mRNA内含子3'剪切位点识别是非常关键的一步，并有多种剪切因子参与。在早期剪切体中，SF1与U2AF共同定义3'剪切位点，SF1识别前体mRNA分支点序列，同时SF1-N端区域与U2AF65相互作用。SF1的磷酸化被认为是前体mRNA剪切中重要的调控手段之一。本项目通过构建RNA磷酸化作用和U2AF65在3’ 剪切位点识别键合SF1的模型，筛选出mRNA前体剪接因子SF1内含子3'剪切位点作为选择性位点，在大肠杆菌表达体系中能够进行高效表达剪切因子SF1，对 SF1 的 Ser80 和 Ser82 进行特异性磷酸化、分离出 Ser80 Ser82 双位点磷酸化 SF1 产物、对 Ser80 和 Ser82 双位点磷酸化进行鉴定；采用用核磁共振（NMR）和X射线小角散射（SAXS）研究了磷酸化 SF1 与 U2AF65以及前体 mRNA 的相互作用及影响。同时，筛选出磷酸化 SF1 蛋白的晶体生长条件，获得具有较高衍射分辨率的磷酸化 SF1 蛋白；优化磷酸化 SF1 蛋白的热稳定性以及纯化富集条件，获得 SF1磷酸化前后在时间尺度内的动力学变化和蛋白不同区域的柔性变化。应用结构学方法探索了SF1磷酸化对前体mRNA选择性剪切调控的分子机制，深入了解SF1磷酸化的结构变化和动力学有助于进一步探索前体mRNA选择性剪切调控的分子机理，从而为解释因mRNA剪切调控紊乱导致人类多种癌症的发病机制提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Synthesis of Ag Nanorods with Highly Tunable Plasmonics toward Optimal Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates Self-Assembled at Interfaces
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  • DOI：
    10.1002/adom.201700581
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    ADVANCED OPTICAL MATERIALS
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Tian Xiang-Dong;Lin Ying;Dong Jin-Chao;Zhang Yue-Jiao;Wu Si-Rong;Liu Si-Ying;Zhang Yun;Li Jian-Feng;Tian Zhong-Qun
  • 通讯作者：
    Tian Zhong-Qun
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  • DOI：
    10.1039/c7ra00925a
  • 发表时间：
    2017-01-01
  • 期刊：
    RSC ADVANCES
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Hou, Xuemei;Wang, Xuandong;Zhang, Yun
  • 通讯作者：
    Zhang, Yun
Self-assembly of subwavelength nanostructures with symmetry breaking in solution
溶液中对称性破缺的亚波长纳米结构自组装
  • DOI：
    10.1039/c5nr06738c
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Tian Xiang-Dong;Chen Shu;Zhang Yue-Jiao;Dong Jin-Chao;Panneerselvam Rajap;iyan;Zhang Yun;Yang Zhi-Lin;Li Jian-Feng;Tian Zhong-Qun
  • 通讯作者：
    Tian Zhong-Qun
PCDH18 is frequently inactivated by promoter methylation in colorectal cancer.
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  • DOI：
    10.1038/s41598-017-03133-w
  • 发表时间：
    2017-06-06
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Zhou D;Tang W;Su G;Cai M;An HX;Zhang Y
  • 通讯作者：
    Zhang Y
Clinical verification of plasma messenger RNA as novel noninvasive biomarker identified through bioinformatics analysis for lung cancer.
通过生物信息学分析确定血浆信使 RNA 作为新型非侵入性生物标志物的临床验证
  • DOI：
    10.18632/oncotarget.16701
  • 发表时间：
    2017-07-04
  • 期刊：
    Oncotarget
  • 影响因子：
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  • 作者：
    Zhou D;Tang W;Liu X;An HX;Zhang Y
  • 通讯作者：
    Zhang Y

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
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