《DNA修復過程中兩個重要複合物的結構生物學研究》是依託浙江大學，由朱永群擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：DNA修復過程中兩個重要複合物的結構生物學研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：朱永群
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
DNA損傷修復是細胞保持基因組穩定性的關鍵機制，其功能的缺失往往導致人類癌症的發生。本課題研究兩個分別在DNA損傷修復途徑的上游和下游發揮重要功能的蛋白複合物的結構與功能關係。FancA-FancG複合物識別特定形狀的DNA，募集其他Fanc蛋白，開啟交聯DNA損傷修復機制，修復遭受鏈間交聯損傷的DNA。HARP蛋白是一個獨特的退火解旋酶，能夠利用ATP水解所提供的能量，將分叉DNA中的兩條單鏈DNA退火合併成一條結構穩定的雙鏈DNA，以保護修復好的DNA。本項研究的目標是通過解析FancA-FancG複合物和HARP蛋白晶體結構、以及它們與DNA的複合物結構，結合其他生化實驗，揭示FancA-FancG和HARP重要生理功能的結構基礎，闡明它們的分子機制，分析它們基因突變導致人類相關疾病發生的原因。該研究將不僅促進人們對DNA損傷修復分子機理的了解，也將有利於相關疾病的治療和藥物設計。
結題摘要
在面上項目的資助下，我們按照實驗計畫對DNA損傷修覆信號通路中兩個關鍵蛋白HARP和FancA-FancG複合物進行了長期和深入的結構研究，並且結合實驗室課題進展的具體情況，對該項目進行了擴展，完成了4個項目的研究工作，在Science、Nature Structural & Molecular Biology、PNAS以及JBC等雜誌上共發表6篇論文。首先，我完成了HARP蛋白和FancA-FancG的純化和結晶工作，我們獲得了HARP蛋白的單個蛋白晶體以及其與DNA複合物的晶體，雖然它們的衍射解析度不是很高，但是為進一步的研究提供了堅實的基礎。我們進一步最佳化了FancA-FancG的晶體，嘗試多種方法，但是未能提高該複合物晶體的衍射解析度，迫於實驗室課題進展的需求，將相應的研究力量擴展到了其他課題中。第二，我們利用面上項目的部分資金，解析了創傷弧菌關鍵毒素分子MARTX的效應因子RID結構，發現其與人類脂肪醯基轉移酶HRASLS3具有結構相似性，通過生化和細胞實驗，證明了RID是一個長鏈脂肪醯基轉移酶，特異修飾宿主關鍵分子Rho家族小G蛋白，從而拮抗宿主免疫防禦反應。該研究成果以通訊作者發表在Science雜誌上。第三，我們通過解析噬菌體Anti-CRISPR蛋白AcrF3與病原菌I-F型CRISPR-Cas免疫系統效應因子Cas3的複合物結構，在國際上首次揭示噬菌體蛋白抑制病原菌CRISPR-Cas免疫系統的分子機制，該研究論文以通訊作者發表在Nature Structural & Molecular Biology期刊上；第四，我們通過解析嗜肺軍團菌接頭蛋白複合物IcmS-IcmW的晶體結構，發現IcmS-IcmW在調節肺軍團菌IVb型分泌系統中具有雙功能作用的分子機制：在細菌胞質中可以發揮類似分子伴侶的作用，促進效應蛋白去摺疊，幫助效應蛋白分泌，同時也是細菌內膜上DotL-T4CP複合物的固有成份，募集LvgA蛋白，調節效應蛋白的分泌，相關研究論文以通訊作者發表在PNAS上。第五，我們通過解析wnt信號通路受體LGR4與配體Rspo1的複合物結構，發現LGR4-6家族受體識別Rspo家族配體分子的單一結合的識別機制，對全面了解Wnt信號通路和藥物開發Rspo家族蛋白具有重要意義，相關研究論文以通訊作者發表在JBC上。
