本文主要研究内容
作者刘琪（2019）在《基因编码的三甲基硅氢谱核磁探针（TMSiPhe）揭示GPCRs跨膜螺旋对Arrestin的独立激活作用》一文中研究指出：蛋白质并非孤立存在的生物分子,而是依赖特定的三维空间结构与其他分子(小分子配体、蛋白质、核酸等)相互作用,共同执行功能。蛋白质与蛋白质之间的相互作用作为细胞生化反应网络中的主要组成部分,对其作用机制的表征对于理解生理、病理过程,设计药物分子具有重要指导意义。G蛋白偶联受体(GPCRs)作为最大的膜受体家族,通过检测识别胞外信号分子并偶联G蛋白或Arrestin蛋白将化学信号传递至胞内,从而调控众多生理过程[1]。因此对GPCRs信号复合物的结构表征是理解许多生理过程的基础,并在药物开发中发挥关键作用,在当前的上市药物中,三分之一以上是以GPCRs作为靶标的[2]。尽管近年来X-ray晶体学和冷冻电镜的迅速进展使这些复合物的结构表征成为可能,但这些方法依赖于所形成复合物的稳定性,并且常常只有刚性部分的结构细节才能在高分辨率下呈现。作为溶液相蛋白结构解析和动态性检测的有力工具,核磁共振(NMR)可以检测与瞬态复合物形成相关的关键信号,尤其是提供复合物柔性区域的动态结构信息,这是其他结构学方法所不易获得的。然而,由于通常的核磁共振实验中,对于分子量较大的蛋白样品进行信号峰的归属是一项复杂的甚至是困难的工作,而且需要相当多的样品量和长时程的检测,这项技术仍然难以广泛的应用于GPCRs信号复合物的相关研究[3],复合物结构和动态信息的缺失成为以GPCRs为靶标进行合理药物设计(Rational Drug Design,例如设计Arrestin蛋白功能偏向性的GPCR配体)的障碍[4-7]。因此,在本文中我们建立了一种新的策略:利用基于密码子扩展的非天然氨基酸(UAA)插入技术,在细胞内将4-三甲基硅基苯丙氨酸(TMSiPhe)特异性的引入到Arrestin蛋白特定位点,以三甲基硅基团作为核磁共振氢谱探针,检测GPCRs-Arrestin信号复合物的构象变化。TMSiPhe所具有的独特的核磁共振氢谱化学位移和高强度的共振吸收信号使其在很低的蛋白质浓度下(5～10μM)易于识别,采样时间甚至可以缩短到数分钟。并且该探针对结构的变化相当敏感,可以检测到蛋白质的活性状态,并测定相互作用的亲和力。进一步的,在配体/GPCRs/Arrestin信号复合体中检测到了受体跨膜核心(TM Core)区域对Arrestin蛋白构象的直接调控作用,这表明开发设计Arrestin蛋白偏向性的GPCRs配体可以避开内源性的偏向性途径(如不同细胞环境下GRK表达差异)。因此,我们新开发的策略,在关于GPCRs信号复合物的构象变化研究中具有独特的优势,为理解GPCRs的功能和合理设计具有作用偏向性的药物可提供结构数据。伴随GPCRs及其复合物的重组表达与纯化技术,细胞膜环境模拟技术,以及非天然氨基酸真核筛选系统和NMR脉冲序列的进一步成熟完善,TMSiPhe作为核磁探针将具有更为广阔的应用前景。另外值得注意的是,这也是有机硅化合物第一次作为基石在细胞内参与构成蛋白质,并且通过对进化筛选得到的氨酰tRNA合成酶进行X-Ray晶体衍射,获得了关键的结构信息,对蛋白酶的进化筛选工作以及硅掺杂生命的相关研究同样意义重大[8]。
Abstract
dan bai zhi bing fei gu li cun zai de sheng wu fen zi ,er shi yi lai te ding de san wei kong jian jie gou yu ji ta fen zi (xiao fen zi pei ti 、dan bai zhi 、he suan deng )xiang hu zuo yong ,gong tong zhi hang gong neng 。dan bai zhi yu dan bai zhi zhi jian de xiang hu zuo yong zuo wei xi bao sheng hua fan ying wang lao zhong de zhu yao zu cheng bu fen ,dui ji zuo yong ji zhi de biao zheng dui yu li jie sheng li 、bing li guo cheng ,she ji yao wu fen zi ju you chong yao zhi dao yi yi 。Gdan bai ou lian shou ti (GPCRs)zuo wei zui da de mo shou ti jia zu ,tong guo jian ce shi bie bao wai xin hao fen zi bing ou lian Gdan bai huo Arrestindan bai jiang hua xue xin hao chuan di zhi bao nei ,cong er diao kong zhong duo sheng li guo cheng [1]。yin ci dui GPCRsxin hao fu ge wu de jie gou biao zheng shi li jie hu duo sheng li guo cheng de ji chu ,bing zai yao wu kai fa zhong fa hui guan jian zuo yong ,zai dang qian de shang shi yao wu zhong ,san fen zhi yi yi shang shi yi GPCRszuo wei ba biao de [2]。jin guan jin nian lai X-rayjing ti xue he leng dong dian jing de xun su jin zhan shi zhe xie fu ge wu de jie gou biao zheng cheng wei ke neng ,dan zhe xie fang fa yi lai yu suo xing cheng fu ge wu de wen ding xing ,bing ju chang chang zhi you gang xing bu fen de jie gou xi jie cai neng zai gao fen bian lv xia cheng xian 。zuo wei rong ye xiang dan bai jie gou jie xi he dong tai xing jian ce de you li gong ju ,he ci gong zhen (NMR)ke yi jian ce yu shun tai fu ge wu xing cheng xiang guan de guan jian xin hao ,you ji shi di gong fu ge wu rou xing ou yu de dong tai jie gou xin xi ,zhe shi ji ta jie gou xue fang fa suo bu yi huo de de 。ran er ,you yu tong chang de he ci gong zhen shi yan zhong ,dui yu fen zi liang jiao da de dan bai yang pin jin hang xin hao feng de gui shu shi yi xiang fu za de shen zhi shi kun nan de gong zuo ,er ju xu yao xiang dang duo de yang pin liang he chang shi cheng de jian ce ,zhe xiang ji shu reng ran nan yi an fan de ying yong yu GPCRsxin hao fu ge wu de xiang guan yan jiu [3],fu ge wu jie gou he dong tai xin xi de que shi cheng wei yi GPCRswei ba biao jin hang ge li yao wu she ji (Rational Drug Design,li ru she ji Arrestindan bai gong neng pian xiang xing de GPCRpei ti )de zhang ai [4-7]。yin ci ,zai ben wen zhong wo men jian li le yi chong xin de ce lve :li yong ji yu mi ma zi kuo zhan de fei tian ran an ji suan (UAA)cha ru ji shu ,zai xi bao nei jiang 4-san jia ji gui ji ben bing an suan (TMSiPhe)te yi xing de yin ru dao Arrestindan bai te ding wei dian ,yi san jia ji gui ji tuan zuo wei he ci gong zhen qing pu tan zhen ,jian ce GPCRs-Arrestinxin hao fu ge wu de gou xiang bian hua 。TMSiPhesuo ju you de du te de he ci gong zhen qing pu hua xue wei yi he gao jiang du de gong zhen xi shou xin hao shi ji zai hen di de dan bai zhi nong du xia (5～10μM)yi yu shi bie ,cai yang shi jian shen zhi ke yi su duan dao shu fen zhong 。bing ju gai tan zhen dui jie gou de bian hua xiang dang min gan ,ke yi jian ce dao dan bai zhi de huo xing zhuang tai ,bing ce ding xiang hu zuo yong de qin he li 。jin yi bu de ,zai pei ti /GPCRs/Arrestinxin hao fu ge ti zhong jian ce dao le shou ti kua mo he xin (TM Core)ou yu dui Arrestindan bai gou xiang de zhi jie diao kong zuo yong ,zhe biao ming kai fa she ji Arrestindan bai pian xiang xing de GPCRspei ti ke yi bi kai nei yuan xing de pian xiang xing tu jing (ru bu tong xi bao huan jing xia GRKbiao da cha yi )。yin ci ,wo men xin kai fa de ce lve ,zai guan yu GPCRsxin hao fu ge wu de gou xiang bian hua yan jiu zhong ju you du te de you shi ,wei li jie GPCRsde gong neng he ge li she ji ju you zuo yong pian xiang xing de yao wu ke di gong jie gou shu ju 。ban sui GPCRsji ji fu ge wu de chong zu biao da yu chun hua ji shu ,xi bao mo huan jing mo ni ji shu ,yi ji fei tian ran an ji suan zhen he shai shua ji tong he NMRmai chong xu lie de jin yi bu cheng shou wan shan ,TMSiPhezuo wei he ci tan zhen jiang ju you geng wei an kuo de ying yong qian jing 。ling wai zhi de zhu yi de shi ,zhe ye shi you ji gui hua ge wu di yi ci zuo wei ji dan zai xi bao nei can yu gou cheng dan bai zhi ,bing ju tong guo dui jin hua shai shua de dao de an xian tRNAge cheng mei jin hang X-Rayjing ti yan she ,huo de le guan jian de jie gou xin xi ,dui dan bai mei de jin hua shai shua gong zuo yi ji gui can za sheng ming de xiang guan yan jiu tong yang yi yi chong da [8]。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的刘琪，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于非天然氨基酸论文,三甲基硅论文,核磁共振论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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