Defining the structure of ferryl heme
Defining the structure of ferryl heme
批准号:
BB/N015940/1
负责人:
Peter Moody
金额:
$83.31万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2017
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017 至 --
中文摘要
金属催化的氧活化是生物学的基石。它通常是使用金属离子实现的,通常是铜或铁。在铁的情况下,既有非含血红素的酶,也有含血红素的酶,它们能激活氧气。这个应用程序侧重于后者。激活的机制涉及形成标志性的化合物I和化合物II中间体,它们被用于一组不同的催化血红素酶,包括所有的细胞色素P450(参与药物代谢)、一氧化氮合酶(参与细胞信号传递)和末端氧化酶(参与呼吸),以及血红素双加氧酶(参与NAD的形成)和血红素过氧化物酶(参与过氧化氢解毒)。化合物I和II是许多过程中的关键中间体,因此定义它们的结构和了解它们的反应活性,特别是它们的质子化状态,一直是几十年来该领域的一个关键问题。我们打算使用中子结晶学来决定性地推动这一领域的发展。我们打算获得化合物II的中子晶体结构,我们提出了三种策略来实现这一目标。这将确定化合物II中间体中所有质子的位置,并使我们能够在整个血红素酶家族中进行机械比较。这些都是雄心勃勃、技术困难且耗时的实验。但可能的收获是非常高的,因为我们最终有机会解决整个社会多年来一直未能解决的问题。
英文摘要
Metal-catalysed activation of oxygen is a cornerstone of biology. It is usually achieved using metal ions, typically either copper or iron. In the case of iron, there are both non-heme-containing and heme-containing enzymes which activate oxygen. This application focuses on the latter. The mechanism of activation involves formation of the iconic Compound I and Compound II intermediates, which are used across a diverse group of catalytic heme enzymes that include all the cytochrome P450s (involved in drug metabolism), the nitric oxide synthases (involved in cell signalling), and the terminal oxidases (involved in respiration), plus the heme dioxygenases (involved in formation of NAD) and heme peroxidases (involved in peroxide detoxification). Compounds I and II are such crucial intermediates in so many processes that defining their structure and understanding their reactivity, and in particular their protonation states, has been a key question in the field over several decades. We intend to use neutron crystallography to decisively advance the field in this area. We intend to obtain neutron crystal structures of Compound II, and we propose three strategies to deliver this. This will identify the locations of all the protons in the Compound II intermediate and will allow us to make mechanistic comparisons across the family of heme enzymes. These are ambitious, technically difficult and time-consuming experiments. But the likely gains are very high, because we have chance to finally resolve questions that have eluded the whole community for many years.
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DOI:
10.1107/s2059798316016314
发表时间:
2017-02-01
期刊:
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子:
--
作者:
[Kwon H, Smith O, Raven EL, Moody PC]
通讯作者:
Moody PC
DOI:
10.1073/pnas.1918936117
发表时间:
2020-03-24
期刊:
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:
11.1
作者:
[Kwon, Hanna, Basran, Jaswir, Raven, Emma L.]
通讯作者:
Raven, Emma L.
DOI:
10.1107/s2059798318017503
发表时间:
2018-12-01
期刊:
ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY
影响因子:
2.2
作者:
[Ashkar, Rana, Bilheux, Hassina Z., Smith, Jeremy C.]
通讯作者:
Smith, Jeremy C.
Heme peroxidase-Trapping intermediates by cryo neutron crystallography.
通过低温中子晶体学捕获血红素过氧化物酶中间体。
DOI:
10.1016/bs.mie.2020.01.010
发表时间:
2020
期刊:
Methods in enzymology
影响因子:
--
作者:
[Kwon H]
通讯作者:
Kwon H
XFEL Crystal Structures of Peroxidase Compound II
过氧化物酶化合物 II 的 XFEL 晶体结构
DOI:
10.1002/ange.202103010
发表时间:
2021
期刊:
Angewandte Chemie
影响因子:
--
作者:
[Kwon H]
通讯作者:
Kwon H
共 7 条
Japan Partnering Award -XFEL and dynamic heme enzymology
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批准号:BB/S020586/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$6.24万
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财政年份:2019
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负责人:Peter Moody
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依托单位:
Exploring Dynamic Nuclear Polarisation for Neutron Protein Crystallography
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批准号:BB/R000883/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$0.32万
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财政年份:2017
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负责人:Peter Moody
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依托单位:
The nature of the key reactive intermediates in heme catalysis
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批准号:BB/K015656/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$53.65万
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财政年份:2014
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负责人:Peter Moody
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依托单位:
国内基金
海外基金
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Rh-N4位点催化醇类氧化反应的微观机制与构效关系研究
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批准号:22302208
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:王翔
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依托单位:
体内亚核小体图谱的绘制及其调控机制研究
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批准号:32000423
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:温增麒
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依托单位:
水稻H3K27me3标记基因的三维基因组结构解析及其调控抽穗期的机理研究
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批准号:32070612
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:李兴旺
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依托单位:
稻瘟病菌中蛋白激酶MoCK2参与附着胞极性生长影响致病性的初步探索
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批准号:32060597
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2020
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负责人:张连虎
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依托单位:
CTCF/cohesin介导的染色质高级结构调控DNA双链断裂修复的分子机制研究
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批准号:32000425
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:寿佳
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依托单位:
一个全基因组尺度示踪染色质环重新生成的方法
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批准号:32070611
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:徐晨欢
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依托单位:
多层次纳米叠层块体复合材料的仿生设计、制备及宽温域增韧研究
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批准号:51973054
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王建锋
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依托单位:
异染色质修饰通过调控三维基因组区室化影响机体应激反应的分子机制
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批准号:31970585
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:卞迁
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依托单位:
骨髓间充质干细胞成骨成脂分化过程中染色质三维构象改变与转录调控分子机制研究
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批准号:31960136
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2019
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负责人:滕兆伟
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依托单位:
染色质三维结构等位效应的亲代传递研究
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批准号:31970586
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:彭城
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依托单位: