DNA-蛋白质共价交联损伤修复蛋白复合物的结构与功能研究
批准号:
32071196
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
江涛
依托单位:
学科分类:
结构生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
江涛
中文摘要
DNA-蛋白质共价交联的损伤(DPCs)是一种严重的DNA损伤,会阻碍DNA的转录和复制,从而影响细胞分裂乃至引起细胞的死亡。DPCs损伤修复缺陷的人更易患早衰症和肝细胞癌等疾病。研究表明,酵母中DPCs的损伤修复的主要通路牵涉到蛋白酶Wss1,分离酶Cdc48,Cdc48适配因子等多个蛋白,并受到蛋白质f翻译后修饰如泛素化和苏素化的调控。在Cdc48蛋白帮助下,Wss1与底物相互作用,底物被wss1切割并运送到蛋白酶体降解。然而,Wss1与Cdc48以对DPCs损伤进行修复的细节尚不清楚。我们希望通过解析以Wss1、Cdc48和不同底物复合物为主体的一系列蛋白三维结构,开展生化功能研究,最终阐明机体修复DPCs损伤的详细机制,从而为抗衰老和肿瘤的预防及治疗提供结构和理论基础。
英文摘要
Covalent DNA–protein crosslinks (DPCs) are severe DNA lesions, which may impede DNA transcription and replication,therefore influence cell division and cause cell death. People with DPCs repairing defects are more likely to suffer from diseases such as premature aging and hepatocellular carcinoma. Reseaches indicated that one main repairing pathway in yeast is that protease Wss1 proteolytically breaks down the bulk of the protein components of DPCs, in the aid of the segregase Cdc48 and cdc48-adaptors. and is regulated by protein post-translation modification such as ubiquitination and sumolyation. Cdc48 can help Wss1 bind to the substrate protein. The substrate protein will be hydrolyzed by Wss1 and be transfered to proteasome where it will be degradated. However, detailed repairing mechanism by which Wss1, Cdc48 coordinatedly resolve DPCs is still unclear..We plan to determing a number of protein and protein complex 3D-structures, including Wss1,cdc48 in complex with various substrates, together with biochemical experiments to elucidate the detailed DPCs repairing mechanism. A better understanding of the repairing mechanism will provide the structure and theoretical basis for anti-aging and treatment of cancer.
研究计划执行良好,解析了多个Cdc48(p97)的单颗粒冷冻电镜结构,其中包括Cdc48-Wss1复合物 结构,Cdc48-Wss1-AMPPNP复合物的冷冻电镜结构 以及CDC48-Wss1-ADP复合物的结构。此外,我们利用冷冻电镜技术对Cdc48-Wss1-Npl4-Ufd1复合物进行了冷冻电镜结构解析。通过对这几个结构的详细分析, 以及其他研究报道的结构和生化实验,我们首次提出了Cdc48-Wss1复合物发挥DNA损伤修复功能的新的机制。此外,我们还开展了p97-SPRTN复合物蛋白的样品制备。并且制备了p97与其抑制蛋白SAKS1的复合物, 并进行了冷冻电镜数据的收集。分析p97与SAKS1的复合物结构。在p97 与SAKS1复合物的电镜结构解中,p97呈现up构象,六聚体中两个N端出现多余密度, 推测其为与SAKS1的结合位点。 我们的生化研究发现在不存在泛素或仅存在单泛素的情况下,典型的UBA-UBX类适配体UBXD7不能与p97相互作用, 单泛素不能打破UBA-UBX类适配体的UBA-UBX结构域的结合自抑制。 基于以上的实验结果,我们开展了相关的小分子药物设计, 构建了用于药物筛选的果蝇模型,并且鉴定了2种对神经退行性疾病果蝇模型具有一定效果的药物小分子 。
细菌YfiBNR三元系统的结构与功能研究
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批准号:31570768
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2015
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负责人:江涛
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依托单位:
细胞周期调控蛋白Rad9-Rad1-Hus1复合物的晶体结构研究
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批准号:30770435
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2007
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负责人:江涛
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依托单位:
蛇毒神经生长因子晶体结构研究
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批准号:30270304
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项目类别:面上项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2002
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负责人:江涛
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依托单位:
吡哆醛激酶晶体结构研究
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批准号:30100026
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2001
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负责人:江涛
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依托单位:
国内基金
海外基金