摘要:高通量药物发现高度依赖于可用的靶标,以加速候选药物的筛选过程。传统的化学蛋白质组学方法用于筛选药物靶标,通常需要固定/修饰药物分子以拉下相互作用的蛋白质。最近,基于能量学的蛋白质组学方法提供了一种研究药物 - 蛋白质相互作用的替代方法,即直接使用复杂的细胞裂解物,而无需对药物进行任何修饰。在本研究中,我们开发了一种新的基于能量学的蛋白质组学策略,即溶剂诱导蛋白质沉淀 (SIP) 方法,通过使用定量蛋白质组学来分析药物与其靶蛋白的相互作用。该方法适用于任何使用丙酮、乙醇和乙酸等常见化学试剂的实验室。SIP 方法能够识别细胞裂解物中众所周知的甲氨蝶呤、SNS-032 和星形孢菌素的泛激酶抑制剂的蛋白质靶标。我们进一步应用此方法发现格尔德霉素的靶标。成功鉴定了 HSP90 家族的三个已知蛋白质靶标,并首次鉴定了包括 NADH 脱氢酶亚基 NDUFV1 和 NDUFAB1 在内的几个潜在靶标,并使用蛋白质印迹法验证了 NDUFV1。此外,此方法能够评估药物 - 靶标相互作用的亲和力。这些数据共同证明我们的方法为药物靶标发现提供了一个强大的平台。
摘要:脂质筏是特定酶和受体所在的液体排序结构域。这些膜平台在各种信号通路中起着至关重要的作用。脂质环境中的改变,例如氧化应激引起的变化,可能会导致膜蛋白的重要功能破坏。细胞膜微阵列已成为研究脂质和膜蛋白在大尺度上的有力方法。基于该技术和液体订购子域的重要性,我们开发了一种新的印刷脂质筏技术,具有保存的天然蛋白质结构和脂质环境。为了验证这项技术并评估其对不同目标的潜力,开发了包含两种不同细胞类型(星形胶质细胞和神经元)的木筏膜微阵列(RMMA)和三种不同的条件(对照状况中的星形胶质细胞,代谢应激和氧化应激)。研究筏结构域之间脂质谱的差异,对RMMA进行了MALDI-MS测定。进行了印刷筏结构域中天然蛋白活性(酶活性和配体结合)的保存,进行NADH氧化还原酶的差异,GAPDH,胆碱酯酶活性以及Sigma-1和Sigma-1和Sigma-2结合测定。我们证明了适合膜亚域的这种新的微阵列技术的性能,可探索与神经病理相关的不同压力条件下脑细胞系的脂质组成和蛋白质活性的变化。■简介
lon蛋白酶1(LONP1)是位于线粒体基质中的ATP依赖性蛋白酶,在调节线粒体蛋白抑制性,代谢和细胞应激反应等方面起着至关重要的作用。在各种肿瘤的进展中发现了异常的LONP1表达。然而,LONP1在前列腺癌(PCA)中的作用和分子机制仍然知之甚少。在这里我们表明,LONP1的过表达与PCA患者的不良临床病理特征和预后不良密切相关。机械上,发现发现LONP1与从氧化磷酸化(OXPHOS)转变为有氧糖酵解的代谢转换有关,从而促进肿瘤的增殖,侵袭和转移,并在体外和体内进行转移。同时,我们证明LONP1作为蛋白酶直接靶向线粒体丙酮酸载体1(MPC1),这是一种在糖酵解过程中的关键代谢蛋白,并增强其降解,从而又抑制了三羧酸(TCA)周期,并最终促进PCA的进展。Furthermore, using PCa in cancer-prone mice homozygous for a prostate-targeted conditional Pten knockout and Lonp1 knockin, we integrate transcriptomic and proteomic analyses of prostate tumors, upon which reveals that Lonp1 overexpression results in a signi fi cant downregulation of NADH: ubiquinone oxidoreductase activity, consequently impeding the electron transfer process and线粒体ATP合成,与PCA转移有关。总的来说,我们的结果表明,PCA中LONP1引起的代谢重编程与疾病进展紧密相结合,这表明针对线粒体中LONP1介导的级联反应可能会为PCA疾病提供治疗潜力。
摘要许多麻醉药(例如丙泊酚)的机制尚不清楚。这项研究研究了丙泊酚(一种广泛使用的静脉麻醉药物)对人三阴性乳腺癌细胞系的代谢行为的影响,MDA-MB 231。利用荧光寿命成像显微镜(FLIM),我们通过成像NADH和FAD的荧光寿命,代谢反应的辅酶来评估丙泊对细胞代谢的影响。暴露于丙泊酚诱导的细胞的显着形态和代谢变化,包括大量细胞收缩,这可能揭示了丙泊酚机制的代谢成分。引言麻醉药物在现代医疗程序中起着至关重要的作用,但是在我们对其精确作用机理的理解中仍然存在很大的差距。虽然它们对意识和疼痛感知的主要影响是完善的,但这些药物对细胞代谢的潜在影响尚不清楚(1)。最近的研究表明,某些麻醉药(包括丙泊酚)可能会影响关键的代谢途径,例如线粒体功能,氧化应激调节和能量产生(2)。这些相互作用可能具有深远的影响,尤其是在诸如癌症之类的病理中,在癌症中,代谢重编程是疾病进展的标志(3)。丙泊酚是一种已知的静脉麻醉药物,通过与线粒体功能相互作用来改变细胞代谢。它可以抑制线粒体功能的消耗,从而导致从氧化磷酸化到糖酵解的代谢转移。这种代谢变化不仅可能影响正常的细胞活性,还会影响诸如癌症之类的疾病,在这种疾病中,代谢重编程支持肿瘤的生长和生存(4)。麻醉药物,尤其是丙泊酚,已关注手术期间常规麻醉以外的潜在作用。最近的研究表明,丙泊酚可能通过影响细胞代谢,增殖和侵袭对肿瘤细胞行为产生影响(9)。此外,丙泊酚可促进细胞凋亡,同时增加对化学治疗药物的敏感性(9)。研究人员在研究其可能的抗癌机制时,正在更加关注丙泊酚与癌细胞之间的复杂关系。
摘要:电子分叉是一种巧妙的生物能量转换机制,可有效耦合三种不同的生理相关底物。因此,执行此功能的酶通常在调节细胞氧化还原代谢中起关键作用。一种这样的酶是 NADH 依赖性还原铁氧还蛋白:NADP + 氧化还原酶 (NfnSL),它将 NAD + 的热力学有利还原耦合以驱动铁氧还蛋白从 NADPH 的不利还原。NfnSL 与其底物的相互作用被限制在严格的化学计量条件下,这可确保非生产性分子内电子转移反应的能量损失最小。然而,决定这一情况的因素尚不清楚。NfnSL 的一个奇怪特征是,分叉电子的两个初始受体都是独特的铁硫 (FeS) 簇,每个簇包含一个非半胱氨酸配体。尽管位点分化的 FeS 配体在许多氧化还原活性酶中都存在,但它们的生化影响和机制作用仍是谜。在此,我们描述了野生型 NfnSL 和变体的生化研究,其中位点分化的配体之一已被半胱氨酸取代。基于染料的稳态动力学实验、底物结合测量、生化活性测定和酶中电子分布评估的结果表明,NfnSL 中的这种位点分化配体在维持两种电子转移途径执行的协调反应的保真度方面发挥作用。鉴于这些辅助因子的共性,我们的发现具有广泛的意义,超越了电子分叉和机械生物化学,并可能为调节细胞氧化还原平衡的方法提供信息,以实现有针对性的代谢工程方法。
Connor Kent, Qiang Shen , Zhipin Liang, Gabrielle Vontz, Caiyue Li, Lei Liu Department of Genetics, Louisiana State University Health Sciences Center, New Orleans, LA, 70112 Background: Aberrant glucose and energy metabolism of cancer cells, a phenomenon referred as the Warburg effect in which most cancer cells produce energy predominantly through aerobic长期以来,在细胞质中的糖酵解是癌细胞的能源生产和合成代谢生长的主要代谢过程,并记录在促进乳腺癌(BC)发育。然而,失调的糖酵解如何促进卑诗省的发展仍然不确定。我们发现线粒体外膜蛋白的Mitoneet或Cisd1具有新颖的功能作为氧化还原酶。mitoneet构成了先前未知的NADH氧化的胞质途径,从而扩大了NAD+池,导致胞质醇中异常增加的糖酵解和ATP/能量产生,使Mitoneet成为势能能源代谢的调节剂。这项研究旨在确定Mitoneet是否充当癌基因,以促进胞质糖溶解,氧化磷酸化以及乳腺癌的增殖和进展。方法:用慢病毒载体转导MDA-MB-231细胞,该载体提供了旨在敲除CISD1的CRISPR-CAS9系统。糖酵解酶和氧化磷酸化复合物通过蛋白质印迹确定。使用ADP/ATP比率测定试剂盒(AB65313)对ADP与ATP的比率进行了量化。通过在6个井板中播种1000个细胞,孵育7个并用晶体紫罗兰色进行克隆生成测定。 单词计数:288/300克隆生成测定。单词计数:288/300MTT分析以评估细胞活力。结果:与对照相比,CISD1基因敲除MDA-MB-231细胞显示出菌落形成降低,氧化磷酸化复合物表达降低,增殖和生存力降低以及ADP/ATP的比率增加。在CISD1敲除MDA-MB-231中,丙酮酸脱氢酶表达增加了。结论:Mitoneet表达的降低会导致三阴性BC细胞系的生存力,增殖和产生降低,进一步支持我们相信Mitoneet作为一种驱动乳腺癌增殖和通过异常能量代谢的癌症的癌基因。
摘要背景:琥珀酸具有巨大的潜力,可以成为基于生物的新基础,用于推导工业中多种增值化学品。基于可再生生物量的琥珀酸生产可以提供一种可行的方法来部分减轻全球制造对石油炼油厂的依赖性。为了改善生物过程的经济学,我们试图通过真菌细胞平台探索可能的解决方案。在这项研究中,尼日尔(Aspergillus Niger)是一种著名的生物基有机酸工业生产生物,因其琥珀酸产生的潜力而被利用。结果:使用核糖核蛋白(RNP)的CRISPR – CAS9系统,连续的遗传操作是在产生柠檬酸菌株的工程中实现的。两种涉及两种副产品的基因,即葡萄糖酸和草酸,被破坏。此外,有效的C 4-二羧酸盐转运蛋白和可溶性NADH依赖性富马酸酸盐还原酶被过表达。所得的菌株SAP-3产生了17 g/l琥珀酸,而使用合成底物在野生型菌株中未检测到可测量水平的琥珀酸。此外,还研究了两个培养参数,温度和pH值,以实现其对成功的粉刺产生的影响。3天后在35°C下获得最高量的琥珀酸,低培养pH值对琥珀酸的产生具有抑制作用。探索了两种类型的可再生生物量作为琥珀酸产生的底物。6天后,SAP-3菌株能够分别从甜菜糖蜜和小麦水解物中产生23 g/L和9 g/l琥珀酸。结论:在这项研究中,我们成功地将基于RNP的CRISPR-CAS9系统应用于尼日尔的基因工程中,并显着改善了工程菌株中的琥珀酸产生。关于栽培参数的研究揭示了pH和温度对琥珀酸产生的影响以及未来在菌株发展中的挑战。使用可再生生物量使用糖浆和小麦稻草水解产物来证明了可再生生物量来生产琥珀酸。关键字:尼日尔曲霉,代谢工程,琥珀酸生产,CRISPR – CAS9系统
摘要背景:琥珀酸具有巨大的潜力,可以成为基于生物的新基础,用于推导工业中多种增值化学品。基于可再生生物量的琥珀酸生产可以提供一种可行的方法来部分减轻全球制造对石油炼油厂的依赖性。为了改善生物过程的经济学,我们试图通过真菌细胞平台探索可能的解决方案。在这项研究中,尼日尔(Aspergillus Niger)是一种著名的生物基有机酸工业生产生物,因其琥珀酸产生的潜力而被利用。结果:使用核糖核蛋白(RNP)的CRISPR – CAS9系统,连续的遗传操作是在产生柠檬酸菌株的工程中实现的。两种涉及两种副产品的基因,即葡萄糖酸和草酸,被破坏。此外,有效的C 4-二羧酸盐转运蛋白和可溶性NADH依赖性富马酸酸盐还原酶被过表达。所得的菌株SAP-3产生了17 g/l琥珀酸,而使用合成底物在野生型菌株中未检测到可测量水平的琥珀酸。此外,还研究了两个培养参数,温度和pH值,以实现其对成功的粉刺产生的影响。3天后在35°C下获得最高量的琥珀酸,低培养pH值对琥珀酸的产生具有抑制作用。探索了两种类型的可再生生物量作为琥珀酸产生的底物。6天后,SAP-3菌株能够分别从甜菜糖蜜和小麦水解物中产生23 g/L和9 g/l琥珀酸。结论:在这项研究中,我们成功地将基于RNP的CRISPR-CAS9系统应用于尼日尔的基因工程中,并显着改善了工程菌株中的琥珀酸产生。关于栽培参数的研究揭示了pH和温度对琥珀酸产生的影响以及未来在菌株发展中的挑战。使用可再生生物量使用糖浆和小麦稻草水解产物来证明了可再生生物量来生产琥珀酸。关键字:尼日尔曲霉,代谢工程,琥珀酸生产,CRISPR – CAS9系统
简介 肝脏中脂质的代谢、储存和流动在饥饿、饮食引起的肥胖、糖尿病和非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 中起着核心作用。肝脏在从头脂肪生成的主要位点和脂质氧化的主要位点之间切换时,脂质代谢的动态范围非常大。脂质合成、吸收、输出和氧化的平衡在代谢综合征的进展和发病机制中起着至关重要的作用,对于脂肪肝和 NASH 的发病率不断上升尤为重要。然而,就脂质代谢的作用而言,控制从正常代谢生理向病理生理转变的机制尚不清楚。从头合成或从饮食中吸收的脂肪酸以甘油三酯 (TG) 的形式储存在脂质滴中,并在能量不足时被动员起来,为线粒体的氧化代谢提供脂肪酸。在大多数情况下,甘油三酸酯水解酶脂肪甘油三酸酯脂肪酶 (Atgl;也称为 Pnpla2、desnutrin) 会调节甘油三酸酯从甘油三酸酯中释放脂肪酸 (1, 2)。Atgl 是甘油三酸酯水解中的第一个速率设定酶 (1–3),Atgl 或其辅激活剂 Cgi-58 的突变会导致人类中性脂质储存病 (4, 5)。这些疾病以及小鼠中 Atgl 的完全丧失会导致线粒体脂肪酸氧化缺陷。无法调动甘油三酸酯会导致线粒体缺乏脂肪酸并限制氧化代谢。此外,甘油三酸酯水解缺陷已显示表现出显著的转录缺陷 (3, 6–10)。也就是说,脂肪酸从脂质滴中释放是 Ppar α 介导的脂肪酸氧化转录编程调节的重要调节因子。因此,Atgl 对于提供脂肪酸氧化的底物和协调维持脂肪酸氧化所需的转录程序都很重要。脂肪酸在线粒体中被氧化,为肝细胞提供 ATP 和 NADH,以促进糖异生并产生乙酰辅酶 A,即生酮作用的碳底物。这使得肝脏能够缓冲血糖并在食物匮乏期间为高度氧化的组织提供替代燃料(酮体)。脂肪酸氧化在许多生物过程中的重要性从导致人类疾病的该途径中的多个突变中可以看出(11)。长链脂肪酸 β 氧化受活性脂肪酸(酰基辅酶 A)从细胞质到线粒体基质的受控易位控制。这是由连续的酰基转移酶肉碱棕榈酰转移酶 1 和
标题单击磷脂合成的化学,以研究与EPR和Cryo-Em方法研究脂质 - 蛋白质的相互作用,支持者Gabriele Giachin Research Group研究小组生物分类结构联系网络:电子邮件:Gabriele.giachin.giachin@unipd.it@unipd.it copropont.it Marco Bortolus Research Group epr SpectReprspross Eprsprspross epr Spect eprsproseps epr spect epr spect eprsprops epr spect eprsproppopy eprsproppopy Web网络https://wwwdisc.chimica.unipd.it/eprlab/?page_id=111电子邮件:marco.bortolus@unipd.it Internationalsectment PI. Sebastian Glatt Institute Malopolska生物技术中心生物技术中心,Jagiellonian University,Jagiellonian University,Countrant Countrant,Countrand of Countrand of Countrand,Poland sectuds#3)生物分子的神秘类别。虽然脂质众所周知是膜结构和储能的基本单位,但它们也可以充当执行变构功能和信号传导的化学使者,并且是蛋白质稳定性和折叠的结构元素。解密不同脂质物种的确切作用和生物学相互作用已被证明难以捉摸。脂质很难研究的原因之一是相对缺乏既缺乏质疑动态并在结构层面上可视化它们的技术。在过去的几十年中,随着化学和合成生物学和新型化学技术的强大工具的研究,基于脂质的探针已变得越来越普遍,用于研究体外和体内脂质。脂质组学的应用包括,例如,了解脂质生物合成,贩运和信号的基本细胞生物学,但也发展了癌症药物递送系统。在细胞中,膜中的精确而复杂的磷脂组成对于线粒体功能至关重要。线粒体是细胞的“动力”,磷脂可能会影响包括呼吸链超复合物在内的蛋白质复合物的活性,生物发生和稳定性。尤其是,几种磷脂分子与复合物I(NADH:泛氨基氧化还原酶)交织在一起,这是呼吸链的入口点,是我们细胞的最大膜相关酶(1 MDA)。复合物I的功能障碍与儿童相关的遗传疾病和成人神经退行性综合症有关。脂质可以调节复合物活性,而不是其在维持线粒体膜完整性中的作用。需要进一步研究脂质如何调节CI组装或功能。脂质复合I相互作用及其功能含义的机制仍不清楚:通过合成不同的生物模拟脂质,我们计划在多技术方法中剖析不同脂质与复杂I的相互作用。在这种情况下,PHD项目“单击化学以合成磷脂的合成来研究脂质 - 蛋白与EPR和Cryo-EM方法的相互作用”将着重于研究分子识别机制,从而调节分子识别机制,从而调节伴侣磷脂与天然复合物之间的相互作用。
