【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在腫瘤發(fā)生過程中的變化與作用機(jī)理進(jìn)行研究，這樣將有利于產(chǎn)生高水平的研究成果。 5. 項(xiàng)目推薦首席科學(xué)家趙世民教授具有多年跨國(guó)生物醫(yī)藥企業(yè)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，回國(guó)后 5年內(nèi)主持自然科學(xué) 基金重點(diǎn)項(xiàng)目，參與 973和 863等多個(gè)項(xiàng)目。尤其在完成國(guó)家 863 項(xiàng)目《蛋白質(zhì)翻譯后修飾的蛋白組學(xué)研究》（ 2021AA02A308）的過程中，與多位合作者合作取得 4年發(fā)表 SCI論文 16篇、其中影響因子大于 20的 5篇，近兩年論文他引 238次的突出成績(jī)，成果為國(guó)際廣泛關(guān)注。其項(xiàng)目組織協(xié)調(diào)能力以及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究實(shí)力都得到充分驗(yàn)證。 課題設(shè)置 課題 1 ： 代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)的修飾譜及其在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的變化規(guī)律 預(yù)期目標(biāo)： 利用修飾 /比較蛋白組學(xué)方法研究代謝相關(guān)翻譯后修飾的底物 ,以及這些修飾在腫瘤發(fā)生過程中 的變化規(guī)律。 主要研究?jī)?nèi)容： 1. 建立全細(xì)胞蛋白質(zhì)修飾鑒定的技術(shù)方法與平臺(tái)，并應(yīng)用這一平臺(tái)進(jìn)行如下研 究： 2. 系統(tǒng)地研究腫瘤發(fā)生過程中代謝酶乙?；?\磷酸化修飾的變化規(guī)律； 3. 系統(tǒng)鑒定受代謝中間物調(diào)控的下游蛋白修飾（羥基化、甲基化20 等）底物蛋白譜及網(wǎng)絡(luò)； 4. 系統(tǒng)地研究腫瘤發(fā)生過程中受代謝中間物調(diào)控的下游蛋白修飾的變化規(guī)律。 經(jīng)費(fèi)比例： 23% 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、復(fù)旦大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 葉明亮 學(xué)術(shù)骨干： 管坤良、 Daniel Figeys、張宇、蘇志熙 課題 2 ： 代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)的修飾的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其對(duì)代謝的作用 預(yù)期目標(biāo)： 采用遺傳與代謝組學(xué)方法研究代謝相關(guān)蛋白修飾失調(diào)對(duì)相關(guān)蛋白功能、代謝調(diào)控通路、代謝產(chǎn)物及整體生化網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)影響；同時(shí)通過綜合使用各類高通量信息提取和多元化分析技術(shù)，分析生化網(wǎng)絡(luò)在常態(tài)和病態(tài)下的結(jié)構(gòu)組成和動(dòng)態(tài)變化。 主要研究?jī)?nèi)容： 1． 系統(tǒng)鑒定參與代謝過程中特定蛋白質(zhì)修飾的上游調(diào)控酶（如乙?；械?HAT與 Sirt等），研究其功能及調(diào)控的上下游機(jī)制； 2． 用代謝組的方法系統(tǒng)研究各修飾調(diào)控酶對(duì)于代謝組的影響； 3． 研究腫瘤發(fā)生過程中代謝相關(guān)蛋 白修飾上游調(diào)控酶及對(duì)應(yīng)代謝組的變化規(guī)律。 經(jīng)費(fèi)比例： 23% 承擔(dān)單位： 上海交通大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 萬春玲 學(xué)術(shù)骨干： 童雪梅、糜軍、王曉艷、左勇 課題 3 ： 代謝相關(guān)蛋白質(zhì)修飾的分子調(diào)控機(jī)理及其在腫瘤發(fā)生中的作用與機(jī)制 預(yù)期目標(biāo)： 在培養(yǎng)細(xì)胞系中初步建立乙酰化等翻譯后修飾調(diào)控代謝的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)；建立代謝物調(diào)控細(xì)胞表觀遺傳及下游蛋白的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)；建立乙酰化等翻譯后修飾調(diào)控腫瘤發(fā)生的動(dòng)物模型；通過臨床研究認(rèn)代謝相關(guān)翻譯后修飾在腫瘤發(fā)生過程中的變化規(guī)律。 主要研究?jī)?nèi)容： 1． 研究蛋白質(zhì)修飾（乙?；?、磷 酸化）對(duì)代謝酶功能調(diào)控的分子機(jī)制； 2． 系統(tǒng)研究代謝中間物（如 ?KG等）影響各種修飾酶（脯氨酸羥21 基化酶、組蛋白去甲基化酶及 DNA去甲基化酶等雙加氧酶等）功能的分子生化機(jī)理及其導(dǎo)致的下游信號(hào)通路改變，建立代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控網(wǎng)絡(luò)； 3． 研究蛋白質(zhì)修飾在腫瘤代謝中的作用與機(jī)制，以一或幾種腫瘤為對(duì)象，研究在其發(fā)生發(fā)展過程中代謝的改變與蛋白質(zhì)修飾的關(guān)系，蛋白質(zhì)修飾及調(diào)控機(jī)制對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響等。 經(jīng)費(fèi)比例： 31% 承擔(dān)單位： 復(fù)旦大學(xué)、濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院 課題負(fù)責(zé)人： 趙世民 學(xué)術(shù)骨干： 徐人爾 、喬彬、段文元、方彩云 課題 4 ： 代謝相關(guān)蛋白修飾上游修飾酶的結(jié)構(gòu)，尋找調(diào)控蛋白修飾的小分子腫瘤抑制化合物的研究 預(yù)期目標(biāo)： 系統(tǒng)研究蛋白修飾酶 HAT、 SIRT和雙加氧酶的結(jié)構(gòu)，以及修飾酶與代謝中間物和修飾酶底物組成的復(fù)合體的分子結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)信息，結(jié)合生物化學(xué)，生物物理學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)的方法，通過改變相關(guān)蛋白質(zhì)以及它的整個(gè)復(fù)合體在此的作用位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證其生物學(xué)功能，為治療修飾酶相關(guān)疾病提供小分子藥物設(shè)計(jì)和優(yōu)化的結(jié)構(gòu)模板，為修飾酶相關(guān)的癌癥等疾病的治療提供新的途徑。 主要研究?jī)?nèi)容： 1． 研究蛋白質(zhì)修飾 酶功能活性及特異性調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 2． 研究蛋白質(zhì)修飾酶全酶或多個(gè)結(jié)構(gòu)域的活性調(diào)節(jié)的分子機(jī)制。 3． 研究蛋白修飾酶與核受體轉(zhuǎn)錄因子相互調(diào)控的結(jié)構(gòu)及調(diào)控機(jī)制。 4． 驗(yàn)證小分子與相關(guān)酶的構(gòu)效關(guān)系，提供先導(dǎo)小分子化合物的優(yōu)化設(shè)計(jì)模板。 經(jīng)費(fèi)比例： 23% 承擔(dān)單位： 廈門大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 李勇 學(xué)術(shù)骨干： 張華鳳、劉懿、金利華 課題間關(guān)系 22 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，本項(xiàng)目將以代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)乙?；?、甲基化、磷酸化、羥基化等修飾為核心，以乙?；?、磷酸化對(duì)代謝酶和代謝組的調(diào)控，代謝物 對(duì)下游蛋白羥基化、甲基化的調(diào)控為突破點(diǎn)，發(fā)展和完善相關(guān)修飾蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)研究平臺(tái)，鑒定蛋白質(zhì)修飾酶和底物，通過深入的機(jī)理研究建立代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，最后采用結(jié)構(gòu)生物學(xué)方法實(shí)現(xiàn)向轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究提高的思路，將項(xiàng)目分解為各有側(cè)重，但又互相聯(lián)系，互相促進(jìn)的四個(gè)課題。其中，課題一著重建立修飾蛋白組相關(guān)技術(shù)，系統(tǒng)地鑒定代謝相關(guān)蛋白質(zhì)修飾酶和底物，比較這些修飾在腫瘤發(fā)生過程中的變化；課題二通過遺傳及代謝組學(xué)方法，系統(tǒng)鑒定上游修飾酶及這些修飾酶對(duì)于代謝組的調(diào)控；課題三則通過選擇一些關(guān)鍵蛋白修飾酶和靶蛋白， 剖析蛋白質(zhì)修飾的功能和調(diào)控機(jī)制，建立代謝相關(guān)蛋白修飾調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；課題四在上述研究課題的基礎(chǔ)上，利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究技術(shù)平臺(tái)，篩選能干預(yù)蛋白質(zhì)修飾的活性小分子化合物。 23 四、年度計(jì)劃 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 一 年 ? 樣本的采集、文獻(xiàn)檢索、部分儀器設(shè)備的購(gòu)臵、分析方法的建立。 ? 開展乙?；{(diào)節(jié)代謝機(jī)理的研究，重點(diǎn)研究乙?；{(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)的糖酵解和三羧酸循壞分子機(jī)理。 ? 進(jìn)行代謝物影響羥基化及甲基化的機(jī)理研究 。 ? 建立蛋白質(zhì)羥基化和甲基化修飾組學(xué)分析平臺(tái) 。 ? 選定乙?；?、去乙酰化、甲基化、羥基化等目標(biāo)蛋白， 開始構(gòu)建表達(dá)載體 。 ? 建立代謝物及代謝組學(xué)分析的方法。 ? 開始收集肝癌、胃腸腫瘤以及神經(jīng)膠質(zhì)瘤樣本，完成項(xiàng)目所需儀器購(gòu)臵 ； ? 部分闡明 23 個(gè)代謝酶的乙?；{(diào)控機(jī)理，找出其修飾酶 ； ? 開始闡明代謝物調(diào)節(jié)蛋白羥基化與甲基化的機(jī)理 ； ? 制備可以用于親和富集方法的抗甲基化可抗羥基化抗體 、建立分析方法平臺(tái)。 ? 獲得 35 個(gè)可以表達(dá)修飾酶的載體，表達(dá) 23 個(gè)酶并力爭(zhēng)獲得蛋白晶體 ； ? 建立內(nèi)源性小分子的分析方法： 包括分析樣品的制備方法、 LCMS/MS 方法、NMR 方法。 第 二 年 ? 繼續(xù)開展乙酰化調(diào)節(jié)代謝機(jī)理的研究，重點(diǎn)研 究乙?；{(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)的糖酵解和三羧酸循壞分子機(jī)理的研究。 ? 繼續(xù)進(jìn)行代謝物影響羥基化及甲基化的機(jī)理研究 。 ? 繼續(xù)建立蛋白質(zhì)羥基化和甲基化修飾組學(xué)分析平臺(tái) 。 ? 繼續(xù)乙酰化、去乙?；⒓谆?、羥基化等目標(biāo)蛋白的表達(dá)及結(jié)晶，并開始利用獲得的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并合成可影響酶活的小分子化合物 。 ? 開始代謝物及代謝組學(xué)分析。 ? 闡明 23 個(gè)代謝酶的乙?；{(diào)控機(jī)理，找出其修飾酶 ； ? 繼續(xù)闡明代謝物調(diào)節(jié)蛋白羥基化的機(jī)理，完成 23 個(gè)代謝酶乙酰化調(diào)控機(jī)理的研究并發(fā)表研究論文 ； ? 利用可以用于親和富集方法的抗甲基化可抗羥基化抗體 、建立分析方法平臺(tái)。 ? 獲得 12 個(gè)修飾酶的初步結(jié)構(gòu)獲得數(shù)個(gè)可以表達(dá)修飾酶的載體，表達(dá) 23 個(gè)酶并力爭(zhēng)獲得蛋白晶體 ； ? 利用建立的代謝物和代謝組分析方法，開始分析乙?；淖儗?duì)代謝物和代謝組的改變 。 第 三 年 ? 繼續(xù)開展乙酰化調(diào)節(jié)代謝機(jī)理的研究，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向研究乙?；绾螀f(xié)同調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)的糖酵解和三羧酸循。 ? 繼續(xù)進(jìn)行代謝物影響羥基化及甲基化的機(jī)理研究，闡明代謝物如何影響細(xì)胞? 初步闡明乙酰化修飾改變對(duì)糖酵解和三羧酸循環(huán)相對(duì)代謝流的調(diào)控作用，并探明此類改變?cè)诎┌Y發(fā)生發(fā)展中的意義 ； ? 繼續(xù)闡明代謝物調(diào)節(jié)蛋白羥基化的機(jī)24 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 信號(hào)通路，尤其是代謝物改變?nèi)绾未龠M(jìn)腫瘤干細(xì)胞的生成 。 ? 繼續(xù)建立蛋白質(zhì)羥基化和甲基化修飾組學(xué)分析平臺(tái) 。 ? 繼續(xù)乙?；?、去乙酰化、甲基化、羥基化等目標(biāo)蛋白的表達(dá)及結(jié)晶 ，并開始利用獲得的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并合成可影響酶活的小分子化合物 。 ? 開始代謝物及代謝組學(xué)分析。 理，完成 13 個(gè)代謝酶乙酰化調(diào)控機(jī)理的研究并發(fā)表研究論文 ； ? 探明代謝物改變促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞形成的初步機(jī)理； ? 利用可以用于親和富集方法的抗甲基化可抗羥基化抗體 、建立分析方法平臺(tái)。 ? 獲得 12 個(gè)修飾酶的初步結(jié)構(gòu)獲得數(shù)個(gè)可以表達(dá)修飾酶的載體，表達(dá) 23 個(gè)酶并力爭(zhēng)獲得蛋白晶體 ； ? 利用建立的代謝物 和代謝組分析方法，開始分析乙?；淖儗?duì)代謝物和代謝組的改變 。 第 四 年 ? 闡明乙?；绾螀f(xié)同調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)的糖酵解和三羧酸循代謝通路，以腫瘤為模型分析腫瘤細(xì)胞代謝的乙酰化修飾特質(zhì)。 ? 繼續(xù)進(jìn)行代謝物影響羥基化及甲基化的機(jī)理研究，研究如何通過小分子干預(yù)消除代謝中間物失調(diào)帶來的促腫瘤效應(yīng) 。 ? 用親和富集的方法研究蛋白質(zhì)羥基化和甲基化修飾組 。 ? 用結(jié)構(gòu)生物學(xué)及生物化學(xué)的的方法驗(yàn)證可影響酶活的小分子化合物 。 ? 繼續(xù)代謝物及代謝組學(xué)分析。 ? 根據(jù)腫瘤細(xì)胞代謝通路乙?；奶攸c(diǎn)，定向調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的乙?；揭赃_(dá)到調(diào)控代謝通路相 對(duì)活性的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制，申報(bào) 12 項(xiàng)發(fā)明專利 ； ? 發(fā)現(xiàn)系列可以回復(fù)因代謝中間物失調(diào)影響到小分子活性化合物，申報(bào)專利并發(fā)表研究論文 ； ? 獲得全細(xì)胞水平蛋白甲基化、羥基化修飾組，為中長(zhǎng)期研究奠定基礎(chǔ) 。 ? 獲得 23 個(gè)修飾酶的小分子干預(yù)化合物 ； ? 闡明乙?；淖儗?duì)代謝組的影響以及三羧酸循環(huán)中間物改變對(duì)細(xì)胞代謝組的影響 。 25 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 五 年 ? 整理、總結(jié)乙?；揎椪{(diào)控代謝的分子機(jī)理 。 ? 總結(jié)代謝物失調(diào)影響蛋白質(zhì)甲基化、羥基化的規(guī)律 。 ? 完善代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾數(shù)據(jù)庫(kù) 。 ? 確立數(shù)個(gè)可用于腫瘤干預(yù)的小分子化合物 。 ? 課題 收尾總結(jié)：對(duì)所得結(jié)果分析總結(jié)、建立相應(yīng)代謝物數(shù)據(jù)庫(kù)、撰寫發(fā)表論文、申報(bào)科研成果。 ? 論文整理，申請(qǐng)專利。 ? 初步建立乙?；揎椪{(diào)控代謝的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)建立腫瘤相關(guān)糖酵解及三羧酸循環(huán)受乙?；瘏f(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡(luò) ； ? 建立代謝物調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路的網(wǎng)絡(luò)體系，重點(diǎn)建立三羧酸循環(huán)代謝物對(duì)細(xì)胞信號(hào)通路的調(diào)節(jié)作用 ； ? 形成較為完整的蛋白質(zhì)乙?；?、甲基化、羥基化修飾組數(shù)據(jù)庫(kù) ； ? 全面驗(yàn)證小分子化合物的調(diào)節(jié)修飾酶作用及對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制效果 。 ? 發(fā)現(xiàn)相關(guān)的腫瘤小分子標(biāo)志物并進(jìn)一步進(jìn)行臨床驗(yàn)證。 ? 課題總結(jié)結(jié)題，書寫發(fā)表國(guó)內(nèi)外重要期刊論文。 項(xiàng)目名稱： 蛋白質(zhì)的生成、修飾與質(zhì)量控制 首席科學(xué)家： Sarah Perrett 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所 起止年限： 依托部門： 中國(guó)科學(xué)院 26 一、關(guān)鍵科學(xué)問題及研究?jī)?nèi)容 關(guān)鍵科學(xué)問題： 本項(xiàng)目的關(guān)鍵科學(xué)問題是：細(xì)胞如何實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)合成、折疊、修復(fù)、降解及修飾不同環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制；在應(yīng)激條件下蛋白質(zhì)質(zhì)量控制體系如何調(diào)控；蛋白質(zhì)異常修飾對(duì)質(zhì)量控制體系的影響及其相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制等關(guān)鍵科學(xué)問題。重點(diǎn)研究蛋白質(zhì)合成的精確控制機(jī)制；蛋白質(zhì)折疊尤其是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒 體氧化折疊系統(tǒng)中關(guān)鍵蛋白的結(jié)構(gòu)與功能及相互作用網(wǎng)絡(luò)；分子伴侶在錯(cuò)誤折疊蛋白的修復(fù)與降解中的作用；應(yīng)激條件下質(zhì)量控制體系中蛋白質(zhì)的氧化還原修飾調(diào)控；蛋白質(zhì)異常修飾在細(xì)胞及動(dòng)物水平產(chǎn)生的影響。通過系統(tǒng)研究蛋白質(zhì)質(zhì)量控制體系不同環(huán)節(jié)關(guān)鍵蛋白的功能和相互關(guān)系，獲得蛋白質(zhì)質(zhì)量控制分子機(jī)制的全景網(wǎng)絡(luò)。 主要研究?jī)?nèi)容： 本項(xiàng)目深入系統(tǒng)研究蛋白質(zhì)生物合成的質(zhì)量控制、蛋白質(zhì)的氧化折疊與氧化還原修飾、蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊及分子伴侶的作用、蛋白質(zhì)的異常修飾與疾病的關(guān)系。系統(tǒng)開展蛋白質(zhì)質(zhì)量控制關(guān)鍵蛋白和相互作用網(wǎng)絡(luò)研究，分析關(guān)鍵蛋 白質(zhì)或調(diào)控因子在蛋白質(zhì)質(zhì)量控制過程中的功能及在生理與病理狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)變化，篩選對(duì)氧化折疊和質(zhì)量控制具有調(diào)控功能的小分子化合物。探索環(huán)境因素誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)異常修飾與認(rèn)知障礙之間的關(guān)系，開發(fā)試用于老年性癡呆癥臨床診斷的生物標(biāo)記物。 1． 蛋白質(zhì)翻譯的精確控制機(jī)制 研究亮氨酰 tRNA合成酶（ LeuRS）對(duì)特異氨基酸及其對(duì)應(yīng)的特異 tRNA之間相互識(shí)別匹配的機(jī)制；鑒定依賴和非依賴 tRNA的轉(zhuǎn)移前編校發(fā)生的位點(diǎn)； tRNA的氨基酸接受臂（ amino acid acceptor arm）在氨基?；钚灾行暮途幮；钚?中心之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)位過程