小分子-膜蛋白質互作界面和結構調控分析研究獲進展

2020-11-26 中國科學院

小分子-膜蛋白質互作界面和結構調控分析研究獲進展

2019-04-17 大連化學物理研究所

【字體:

語音播報

  近日,中國科學院大連化學物理研究所生物分子結構表徵新方法創新特區研究組研究員王方軍團隊與中科院神經科學研究所研究員竺淑佳團隊合作,在N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDARs)-小分子配體相互作用機制分析方面取得新進展,相關結果作為Back Cover在Chemical Communications上發表。

  在生理條件下蛋白質中的賴氨酸一般帶正電荷,與鄰近胺基酸殘基間的靜電相互作用、氫鍵等是調節蛋白質結構和相互作用的關鍵因素之一。賴氨酸反應性與其所處微觀環境密切相關,蛋白質結構和相互作用的變化直接影響相關區域賴氨酸的反應性。王方軍等人在2016年提出了活性蛋白質複合物二甲基化共價標記策略,根據賴氨酸側鏈氨基標記效率實現了對賴氨酸反應性的定量分析,以及對賴氨酸近程微環境的動態監測(Anal. Chem.,2016)。該方法是一種分析蛋白質互作界面和結構變化的質譜新方法,與傳統氫氘交換、羥基自由基氧化等質譜方法相比具有穩定性好、標記效率和特異性高、數據處理簡單等優點,可以應用於蛋白-蛋白、蛋白-小分子等生物分子互作界面和結構調節分析。

  在此工作的基礎上,王方軍等人進一步實現了基於定量賴氨酸反應性變化的蛋白受體結構調節機制質譜分析,對小分子配體託卡朋和兒茶酚-O-甲基轉移酶(COMT),以及Ro25-6981,Gavestinel,UBP710和膜蛋白受體NMDARs的相互作用分子機制進行了系統研究,證明了該方法不僅可以發現小分子與蛋白質的直接作用區域,還可以監測蛋白質產生了構象變化的其它區域。NMDAR複合物是阿爾茨海默症、抑鬱等疾病的潛在治療靶點。解析小分子與膜蛋白受體的相互作用機制目前仍然面臨巨大挑戰,是小分子藥物開發中的難點之一。該方法為研究小分子-膜蛋白受體分子識別和結構調節機制提供了一種有效的質譜分析新方法,有望應用於靶向小分子藥物的篩選、評估和優化。

 

小分子-膜蛋白質互作界面和結構調控分析取得新進展

  近日,中國科學院大連化學物理研究所生物分子結構表徵新方法創新特區研究組研究員王方軍團隊與中科院神經科學研究所研究員竺淑佳團隊合作,在N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDARs)-小分子配體相互作用機制分析方面取得新進展,相關結果作為Back Cover在Chemical Communications上發表。
  在生理條件下蛋白質中的賴氨酸一般帶正電荷,與鄰近胺基酸殘基間的靜電相互作用、氫鍵等是調節蛋白質結構和相互作用的關鍵因素之一。賴氨酸反應性與其所處微觀環境密切相關,蛋白質結構和相互作用的變化直接影響相關區域賴氨酸的反應性。王方軍等人在2016年提出了活性蛋白質複合物二甲基化共價標記策略,根據賴氨酸側鏈氨基標記效率實現了對賴氨酸反應性的定量分析,以及對賴氨酸近程微環境的動態監測(Anal. Chem.,2016)。該方法是一種分析蛋白質互作界面和結構變化的質譜新方法,與傳統氫氘交換、羥基自由基氧化等質譜方法相比具有穩定性好、標記效率和特異性高、數據處理簡單等優點,可以應用於蛋白-蛋白、蛋白-小分子等生物分子互作界面和結構調節分析。
  在此工作的基礎上,王方軍等人進一步實現了基於定量賴氨酸反應性變化的蛋白受體結構調節機制質譜分析,對小分子配體託卡朋和兒茶酚-O-甲基轉移酶(COMT),以及Ro25-6981,Gavestinel,UBP710和膜蛋白受體NMDARs的相互作用分子機制進行了系統研究,證明了該方法不僅可以發現小分子與蛋白質的直接作用區域,還可以監測蛋白質產生了構象變化的其它區域。NMDAR複合物是阿爾茨海默症、抑鬱等疾病的潛在治療靶點。解析小分子與膜蛋白受體的相互作用機制目前仍然面臨巨大挑戰,是小分子藥物開發中的難點之一。該方法為研究小分子-膜蛋白受體分子識別和結構調節機制提供了一種有效的質譜分析新方法,有望應用於靶向小分子藥物的篩選、評估和優化。
 
小分子-膜蛋白質互作界面和結構調控分析取得新進展

列印 責任編輯:葉瑞優

相關焦點

  • 根瘤菌與豆科植物共生互作界面形成與調控機制方面取得進展
    共生體是由類菌體(Bacteroids)和一層植物起源的共生體膜結構共同組成。目前對於豆科植物與根瘤菌的早期侵染及根瘤器官發生的信號傳導方面的研究較為清楚,但對共生互作界面(Symbiotic interface)形成的調控機制卻知之甚少,特別是對共生體膜(約為細胞質膜面積的幾十倍)的快速擴張機制還不清楚。
  • 蛋白質相互作用識別和幹預機制分析獲進展
    近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員王方軍團隊在蛋白質複合物形成和幹預機制分析新方法研究方面取得新進展。研究人員通過溶液狀態蛋白質賴氨酸兩步穩定同位素標記和定量蛋白質組學分析,實現對蛋白—蛋白識別關鍵位點區域的精確探測,並可評估小分子對蛋白質複合物的構象識別幹預情況。
  • 中科院微生物所孔照勝團隊在共生互作界面形成與調控機制方面取得...
    共生體是由類菌體(Bacteroids)和一層植物起源的共生體膜結構共同組成。目前對於豆科植物與根瘤菌的早期侵染及根瘤器官發生的信號傳導方面的研究較為清楚,但對共生互作界面(Symbiotic interface)形成的調控機制卻知之甚少,特別是對共生體膜(約為細胞質膜面積的幾十倍)的快速擴張機制還不清楚。
  • 上海有機所等在分子伴侶調控無膜細胞器動態組裝研究中獲進展
    蛋白質的相分離在多種執行重要生物學功能的無膜細胞器動態組裝中發揮關鍵作用。在疾病條件下,蛋白質相分離調控的紊亂會直接導致蛋白的液-固相轉化和不可逆的蛋白致病聚集。該過程與一些神經退行性疾病,如肌萎縮側索硬化症(ALS)密切相關。
  • 蛋白質機器與生命過程調控重點專項3個項目啟動實施
    近日,國家重點研發計劃蛋白質機器與生命過程調控重點專項「蛋白質機器三維結構導向的新型藥物研發關鍵技術研究」、「信號轉導過程中蛋白質機器的活細胞標記與在體調控」和「蛋白質機器動態結構的核磁共振研究方法及應用
  • 楊俊等膜蛋白的結構研究或進展
    該研究組應用魔角旋轉固體NMR技術揭示了磷脂膜對膜蛋白的結構以及澱粉樣蛋白聚集機制的影響。固體NMR是一種強有力的結構分析手段,它能夠提供原子分辨的蛋白質分子的三維結構和分子間相互作用的位點,以及大時間尺度的動態過程等極為豐富的信息,在結構生物學和分子生物學領域發揮著不可替代的作用。固體NMR不受樣品狀態和分子量上限的制約,是研究膜蛋白和澱粉樣蛋白質纖維的重要工具。
  • 前沿 | 小分子探針與信號轉導
    細胞中的各種信號轉導過程決定了細胞的命運,也直接關係到正常的生理過程和疾病的病理過程,針對「細胞是如何進行信號轉導的」這一重大科學問題,化學生物學研究有著巨大的空間,並由此確定了以化學小分子探針為工具,通過對信號轉導通路的探測、監控,以達到解析這一複雜生命網絡的內部結構和功能的目的。
  • 大連化物所提出蛋白質相互作用識別和幹預機制分析新方法
    近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員王方軍團隊在蛋白質複合物形成和幹預機制分析新方法研究方面取得進展,通過溶液狀態蛋白質賴氨酸兩步穩定同位素標記和定量蛋白質組學分析,實現對蛋白—蛋白識別關鍵位點區域的精確探測,並可評估小分子對蛋白質複合物的構象識別幹預情況。
  • 脂肪酸合成途徑調控研究獲進展
    近日,中國科學院昆明動物研究所梁斌課題組在脂肪酸合成途徑調控研究中取得進展。
  • 蛋白質結構分析系列(一)
    一方面是因為之前做的一個課題需要一點點蛋白質結構分析相關的知識和分析技術,另一方面是轉博後忙了三個課題一直沒空寫。上篇推文說要寫這個專題,我一定會把它寫完。寫這個專題之前我先說明,自己並不是結構生物學相關研究領域的,只是因為自己曾經做的一個課題需要這個領域的一點點皮毛知識和技術。在那段時間我發現相比於組學(基因組/轉錄組/單細胞/等等),甚至是進化,蛋白質結構相關的教程是非常非常少。
  • 小分子、大分子藥物生物分析及表徵技術進展
    結構確認、生物分析、表徵和質量控制方法等的研究是藥物研發過程中的重要環節,這些研究必須儘可能準確、靈敏且具有選擇性。在過去30年裡,液相色譜和串聯質譜(LC-MS-MS)技術一直是許多小分子藥物分析的首選方法。在此期間,分析技術的高速發展為靈敏、可靠方法的開發提供了支持。
  • 合肥研究院線粒體蛋白跨膜轉運研究獲進展
    近期,中國科學院合肥物質科學研究院強磁場中心王俊峰、周數研究團隊在線粒體蛋白跨膜轉運研究中取得進展,利用液體核磁共振技術,在國際上首次解析出酵母線粒體內膜Tim23通道蛋白與其底物肽段的複合物三維空間結構。
  • 一種基於小分子染料的蛋白質標識技術以及在藥物研發中的應用
    來自喬治·梅森大學(George Mason University)的研究人員在《The Journal of Biological Chemistry》雜誌上報導了一種優化的基於小分子染料的蛋白質標識技術,該技術可以準確識別蛋白質複合體結合界面上的關鍵位點和界面拓撲結構,有助於定位藥物靶點,可用於小分子或肽基
  • 中國科大生物膜界面蛋白質錯誤摺疊及超快動力學研究獲進展
    中國科大生物膜界面蛋白質錯誤摺疊及超快動力學研究獲進展 2019-03-13 中國科學技術大學   中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心教授羅毅團隊研究員葉樹集小組在生物膜界面蛋白質錯誤摺疊及振動能量轉移超快動力學研究兩方面取得新進展。
  • 水生所蛋白質翻譯後修飾組學研究獲進展
    蛋白質的翻譯後修飾,如磷酸化、乙醯化等,是調節蛋白質生物學功能的關鍵步驟,是蛋白質動態反應和相互作用的一個重要分子基礎,也是細胞信號網絡調控的重要靶點。由於翻譯後修飾蛋白質在樣本中含量低且動態範圍廣,其研究極具挑戰性。近期,中國科學院水生生物研究所葛峰研究員學科組在蛋白質翻譯後修飾組學及其功能方面展開了深入的研究並取得了系列進展。
  • 基於電子順磁共振方法的跨膜轉運蛋白三維結構解析研究獲進展
    基於電子順磁共振方法的跨膜轉運蛋白三維結構解析研究獲進展 2016-02-23 合肥物質科學研究院   該工作中,研究人員首先使用連續波(Continuous wave, CW)EPR方法(包括譜線分析、功率飽和等方法)獲得YgaP蛋白跨膜結構域的動力學和易趨性信息,從而得到YgaP跨膜結構域的二級結構特徵;通過基於CW-EPR和脈衝DEER距離測量方法得到二體全長YgaP蛋白中單體內或單體間的距離約束信息;結合剛體(rigid-body)計算方法最終得到YgaP蛋白的三維結構。
  • 蛋白質糖基化研究獲進展
    vertebrate-specific Y subfamily of UDP-N-acetyl-α-d-galactosamine:polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferases」的文章,首次提出了內質網中可能存在新的蛋白質O-GalNAc糖基化調控機制,這一成果公布在國際糖生物學研究領域權威雜誌Glycobiology上。
  • 蛋白質三維結構解析固體核磁共振方法獲進展
    中國科學院武漢物理與數學研究所波譜與原子分子物理國家重點實驗室的楊俊研究組,在發展蛋白質高分辨三維結構的固體核磁共振測定新技術和新方法方面取得重要進展,相關研究結果於近日在
  • 多肽物質分離與分析研究進展
    多肽物質分離與分析研究進展    綜述了近幾年來多肽類物質的提取分離與分析方法,主要包括高效液相色法、電泳、質譜及核磁共振等方法在肽類物質研究中的最新應用進展。
  • 有機小分子光伏材料研究獲進展
    記者近日從中科院化學所獲悉,該所有機固體重點實驗室的研究人員在高效有機小分子光伏材料的研究上取得系列進展,並在近期受邀為英國皇家化學會