《慢交換體系低豐度激發態構象的核磁共振研究新方法》是依託中國科學技術大學，由阮科擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：慢交換體系低豐度激發態構象的核磁共振研究新方法
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：阮科
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
激發態在蛋白質的摺疊、酶催化和分子識別等生物學功能上發揮關鍵作用。由於激發態的豐度太低，大多數的結構生物學方法難以表征激發態的構象。針對基態-激發態交換時間尺度在約2-100毫秒的慢交換體系，化學交換飽和傳遞（CEST）可直觀測量激發態的化學位移。然而僅通過化學位移來重構激發態構象面臨著巨大的挑戰。我們近期開發了激發態贗接觸位移測量的新方法，可獲得激發態的距離和取向相關的關鍵結構信息。在此基礎上，擬以膽酸結合蛋白FABP6等具有構象選擇特性的1-2個慢交換體系為研究對象，發展完善贗接觸位移及殘餘偶極耦合與CEST聯用的新技術，依託穩態強磁場中心的高解析度850 MHz核磁共振譜儀，獲得低豐度激發態的化學位移、多套贗接觸位移和殘餘偶極耦合數據，在這些重要結構約束的基礎上嘗試首次搭建慢交換體系的激發態結構模型。這將闡明預先存在的激發態構象在蛋白-配基分子識別的構象選擇機制上所發揮的關鍵作用。
結題摘要
激發態在蛋白質的摺疊、酶催化和分子識別等生物學功能上發揮關鍵作用。由於激發態的豐度太低，大多數的結構生物學方法難以表征激發態的構象。針對基態-激發態（或自由態-結合態）交換時間尺度在約5-1000 Hz的慢交換體系，核磁化學交換飽和傳遞或弛豫彌散可直觀測量低豐度激發態/結合態的化學位移。然而僅通過化學位移來重構低分度構象面臨著巨大的挑戰。中等親和力範疇的先導化合物的自由態和結合態常處於核磁中等交換到慢交換時間尺度，我們因此開發了贗接觸位移和化學交換飽和傳遞或弛豫彌散聯用的新方法，運用19F的化學交換飽和傳遞（CEST），測定了低豐度結合態的鑭系金屬標記的BRM bromo結構域的單F及雙F小分子抑制劑的19F 贗接觸位移（PCS）。我們命名這一新方法為19F PCS-CEST，它提供了蛋白-配基間的重要結構約束，從而挑選出分子對接的最佳結合模式，並與另一個高水溶性類似物的複合物晶體結構相一致。這一方法解決了中等親和力範疇的先導化合物與靶標的低豐度結合態的核磁表征難題，拓展了核磁共振在結構指導的苗頭化合物到先導化合物演化中的套用。我們進一步開發了贗接觸位移和弛豫彌散聯用的新方法，利用弛豫彌散獲取配基結合態的氫原子贗接觸位移，其中富含距離與方向的重要結構信息，我們將該新方法命名為1H PCS-RD。進而將這一新方法成功套用於鑑定符合實驗約束的結合態構象。由於氫原子在類藥分子中是普遍存在的，該方法有望在基於結構的藥物先導化合物發現領域有更為廣泛的套用前景。共發表標註基金號的研究論文10篇，其中9篇被SCI收錄，包括Angew Chem Int Ed, J Phys Chem Lett (2篇)等。
