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[成果]
1600060447
北京
Q50
应用技术
自然科学研究与试验发展
公布年份:2015
成果简介:二十一世纪以来,由于蛋白质科学研究更为深入,传统的生物学研究手段已经不能满足蛋白质科学中诸多前沿课题研究的需要,因此,使用化学小分子作为工具解决生物学问题的化学生物学方法逐渐被应用到该研究中。该项目主要利用基因密码子扩展技术,在目标蛋白质的特定位点引入具有特殊物理、化学和生物学特征的非天然氨基酸,打破传统位点特异性突变方法的局限,扩展活体中合成、标记及控制蛋白质的能力,研究蛋白质科学研究中的重要科学问题。经过五年的潜心钻研,项目团队建立并完善了对非天然氨基酸特异性识别的氨酰tRNA合成酶的高通量筛选系统,合成了丙烯酰赖氨酸、咪唑酪氨酸及吡唑酪氨酸等非天然氨基酸三十余种,筛选得到了对非天然氨基酸特异性识别的氨酰-tRNA合成酶,实现了将这些非天然氨基酸高效定点特异插入到蛋白质中,得到了多种功能蛋白质。研究发现:在蛋白质特异位点引入具有金属离子结合能力的非天然氨基酸,可以模拟细胞色素c氧化酶、细胞色素c亚硝酸盐还原酶等活性中心含有翻译后修饰的金属酶,通过研究其催化机理,拓展其功能,获得了有实际应用价值的酶催化剂,为设计金属蛋白提供新的策略和手段,并有望在生物能学中获得应用。首次发现引入HqALa的荧光蛋白发射波长均红移30nm左右,得到了具有最红发射波长的绿色荧光蛋白的类似蛋白质。这些突变体将能作为体内成像研究的标记物,增加探测的灵敏度,进而进行深层组织成像或者作为荧光能量共振转移传感器。将具有光点击活性氨基酸引入到蛋白质的特定位点,可以实现时空可控的蛋白质高精度标记,对传统的蛋白质荧光标记方法进行有效补充,成为活体中生物大分子荧光标记的常规技术。在酪氨酸激酶活性中心编码氟代酪氨酸,利用19F核磁共振研究激酶激活环的自身磷酸化,构象变化及活性调控机理,为酪氨酸激酶的调控机理研究及抗肿瘤药物的筛选提供了有力工具。基于以上原创性研究结果连续发表论文20余篇,仅在Angew.Chem.Intl.Ed.和J.Am.Chem.Soc.两种国际权威杂志上就发表10余篇研究论文(含两篇封面和一篇卷首论文),获得授权专利2项。9篇代表作总影响因子大于97.5,这些工作引起了国内外同行的关注,Faculty of 1000及CEEN等为此专门发表评论,高度评价其科学意义和应用价值。该项目提出的功能蛋白质合成的化学生物学新方法,解决了很多传统研究手段无法解决的生物学问题,获得了多项原创性成果,王江云研究员被应邀出席国际会议并做大会或特邀报告,得到了国际同行的普遍认可。