基于非天然氨基酸的化学小分子探针用于研究细胞骨架组装机制

细胞骨架参与的细胞信号转导的研究是目前细胞生物学研究领域中的一个热点和前沿方向。本项目利用最近发展起来的在活细胞中扩展基因密码的技术，将具有各种活性的非天然氨基酸小分子探针插入到蛋白质的特定位点，从而高效、准确地获取生物体系分子间相互作用的信息，实现对目标蛋白质高时空分辨率的观测和操纵。本项目重点进行以下研究： 1）发展光交联探针，应用于研究蛋白质相互作用； 2）发展荧光探针，应用于研究蛋白质的定位； 3）发展生物正交反应，应用于超分辨率荧光成像和时空可控的蛋白质失活； 4）应用上述技术，研究Spire 蛋白调控微丝的组装和去组装的分子机制及其对胰腺β细胞功能的影响。本项目发展出的基因编码非天然氨基酸、点击化学、超分辨率荧光成像、时空可控的蛋白质失活技术将有可能在细胞信号转导研究中得到广泛应用。

细胞骨架参与的细胞信号转导的研究是目前细胞生物学研究领域中的一个热点和前沿方向。本项目利用最近发展起来的在活细胞中扩展基因密码的技术，发展了多种探针，将荧光氨基酸、光点击活性氨基酸、氟代酪氨酸定点插入到蛋白质，利用FRET及19F-NMR，研究了抗癌药物和激活态酪氨酸激酶作用的机制。发展了金属酶设计的新方法：通过将结合金属离子的氨基酸3-咪唑酪氨酸、3-哌唑酪氨酸、3-甲硫酪氨酸、8-羟基喹啉丙氨酸插入到模型蛋白质的特定位点，设计了用普通方法很难研究的细胞色素c氧化酶、光系统II、半乳糖氧化酶的模型酶。这些模型酶揭示了金属酶催化的机理。本项目发展出的基因编码非天然氨基酸、点击化学、超分辨率荧光成像、时空可控的蛋白质失活技术将有可能在细胞信号转导研究中得到广泛应用。