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结构分子生物学
发布人:马文君  发布时间:2014-12-17  

一、研究方向

该结构分子生物学与天然免疫信号转导实验室的研究内容:

(一)研究免疫与感染性疾病领域的重要生物大分子的结构和功能的关系。我们对膜上参与细胞信号转导的GPCR受体/配体复合物,以及重要病原如HIV与宿主相互作用的蛋白及其复合物的结构与功能的关系进行研究。

(二)研究CRISPR-Cas系统对入侵核酸片段获取、整合以及剪切的分子机制。CRISPR-Cas系统是细菌和古细菌用来抵御病毒等外来入侵者的适应性免疫反应系统。我们对各类型的CRISPR-Cas系统的工作机制进行研究,同时基于研究成果靶向设计高效的、特异性的基因编辑工具。

(三)病原感染引发的细胞死亡的分子机制研究。HIV等病原体感染导致细胞死亡(Pyroptosis),我们希望通过对受感染细胞发生Pyroptosis机制进行研究找出参与该信号途径的重要分子和分子事件。

除了上述结构生物学及信号通路方面的基础研究外,我们也对在免疫及神经退行性疾病中起关键作用的可溶/膜蛋白(复合物)的结构进行解析,并利用这些结构信息理性设计小分子药物治疗上述疾病。

我们采用整合的研究方法对感兴趣、且具有重要意义的课题进行研究,这一系列研究手段包括大分子X射线晶体学、生物化学、分子细胞生物学以及小鼠遗传学等。将结构与体内外功能研究密切结合,从分子、细胞以及个体水平等多个层次,以较全视野研究目标蛋白质(复合物)分子结构和功能,及其参与信号调控的机制。我们的研究成果发表在NatureCell Host & MicrobeNature Structural & Molecular BiologyScience等杂志上。


    二、代表性论文(* Co-first author, # Corresponding author


        1. De Dong*, Kuan Ren*, Xiaolin Qiu*, Jianlin Zheng, Minghui Guo, Xiaoyu Guan, Hongnan Liu, Ningning Li, Bailing Zhang, Daijun Yang, Chuang Ma, Shuo Wang, Dan Wu, Yunfeng Ma, Shilong Fan, Jiawei Wang, Ning Gao and Zhiwei Huang#2016. Crystal structure of CRISPR-Cpf1 in complex with CRISPR RNA (crRNA). Nature. 532, 522-526.


        2. Yingying Guo*, Liyong Dong*, Xiaolin Qiu*, Yishu Wang, Bailing Zhang, Hongnan Liu, You Yu, Yi Zang, Maojun Yang and Zhiwei Huang# (2014). Structural basis for hijacking CBF-β and CUL5 E3 ligase complex by HIV-1 Vif. Nature. 505, 229-233. (This paper is featured with News & Views, Nature. 505, 167-168, highlighted in Nature Structural & Molecular Biology, 21, 117 (2014))


        3. Jae-Hyuck Shim, Matthew B. Greenblatt, Weiguo Zou, Zhiwei Huang, Marc N. Wein, Nicholas Brady, Dorothy Hu, Jean Charron, Heather R. Brodkin, Gregory A. Petsko, Dennis Zaller, Bo Zhai, Steven Gygi, Laurie H. Glimcher and Dallas C. Jones (2013). Schnurri-3 regulates ERK downstream of WNT signaling in osteoblasts. J Clin Invest. doi:10.1172/JCI69443.


        4. Zehan Hu, Chuangye Yan, Peiyuan Liu, Zhiwei Huang, Rui Ma, Chenlu Zhang, Ruiyong Wang, Yueteng Zhang, Fabio Martinon, Di Miao, Haiteng Deng, Jiawei Wang, Junbiao Chang, Jijie Chai (2013). Crystal structure of NLRC4 reveals its autoinhibition mechanism. Science. 12, 172-175.


        5. Weiguo Zou, Xi Chen, Jae Shim, Zhiwei Huang, Nicholas Brady, Dorothy Hu, Rebecca Drapp, Kirsten Sigrist, Laurie H. Glimcher, Dallas Jones (2011). The E3 ubiquitin ligase Wwp2 regulates craniofacial development through monoubiquitination of Goosecoid. Nature Cell Biology. 13, 59-65.


        6. Chen D, Lei L, Flores R, Zhiwei Huang, Wu Z, Chai J, Zhong G. (2010). Autoprocessing and self-activation of the secreted protease CPAF in Chlamydia-infected cells. Microbial Pathogene­sis. 1(10), 1-10.


        7. Zhiwei Huang and Jijie Chai (2010). Mapping the selection mechanisms by bacterial GEFs. Virulence. 1(2), 1-4.


        8. Zhiwei Huang*, Sarah E. Sutton*, Adam J. Wallenfang, Robert C. Orchard, Xiaojing Wu, Yingcai Feng, Jijie Chai and Neal M. Alto (2009). Structural insights into host GTPase isoform selection by a family of bacterial GEF mimics. Nature Structural & Molecular Biology. 16(8), 853 – 860. (This publication was selected as cover story, and high­lighted by Nature China


        9. Zhiwei Huang, Yingcai Feng, Ding Chen, Xiaojing Wu, Xiaojun Wang, Xingguo Xiao, Wenhui Li, Niu Huang, Lichuan Gu, Guangming Zhong and Jijie Chai (2008). Structural basis for activation and inhibition of the secreted chlamydia protease CPAF. Cell Host & Microbe. 4(6), 529-542. (This publication was selected as a research “highlight” by Nature China


        10. Maikke B. Ohlson, Zhiwei Huang, Neal M. Alto, Jack E. Dixon, Jijie Chai and Samuel I. Miller (2008). Structure and Function of Salmonella SifA Indicate that Its Interactions with SKIP, SseJ, and RhoA Family GTPases Induce Endosomal Tubulation. Cell Host & Microbe. 4(5), 434-446

 

三、科研项目

 

1. 国家自然科学基金优秀青年科学基金,艾滋病病毒Vif与宿主相互作用的结构与功能研究,201501- 201712,100万,黄志伟(负责人)

2. 国家自然科学基金应急管理项目,艾滋病病毒Vif劫持CBFβ和Cullin5 E3连接酶复合物泛素化A3G的结构与功能研究,201404-201603,40万,黄志伟(负责人)

3. 国家自然科学基金青年科学基金,艾滋病病毒蛋白酶抑制剂(HIV PIs)药物和人体内互作蛋白的复合物结构及其引发副作用的分子机制研究,201401-201612,25万,黄志伟(负责人)

4. 黑龙江省自然科学基金杰出青年科学基金,艾滋病病毒蛋白与宿主相互作用的结构与功能研究及靶向药物设计筛选,201407-201606,30万,黄志伟(负责人)

5. 哈工大基础研究杰出人才培育计划Ⅲ类,参与免疫与感染性疾病的蛋白质(复合物)结构和功能的研究,201209-201508,30万,黄志伟(负责人)