题目： NMR guided protein engineering, a strategy for studying histone protein structure
美国国家健康研究院国家癌症研究所 周政博士
报告时间：2011年4月11日（周一） 上午9:30
报告地点：生命学院二楼会议室
主讲人简介：
研究背景和方向
● 蛋白质的生物学功能和结构，研究重点包括组蛋白及组蛋白伴侣，蛋白折叠，蛋白定向进化，多项研究成果以第一作者署名文章形式发表在Nature, Natural Structural & Molecular Biology, PNAS,J. Mol. Biol., Biochemistry, Proteins等刊物
● 具有在生物化学，分子生物学领域10余年成功研究经历，精于整合生物化学，分子生物学，生物物理，结构生物学，遗传学等多学科研究手段进行研究
● 能够独立进行实验设计和操作，发现问题和解决问题，能够指导学生和担任教学任务
● 能够把握最新研究动态，善于独立创新；能够积极参与团队建设，善于科研合作
● 希望在大学或研究机构担任相关学科的科研和教学工作
科研经历
Research Fellow & Visiting Fellow 10/2003至今 美国国家健康研究院国家癌症研究所，生物化学与分子生物学实验室，美国马里兰州
● 染色质结构研究 发展了一种结合核磁共振技术进行蛋白质工程改造的技术，解决了组蛋白及组蛋白伴侣复合物结构研究的难题。对47kD的Chz1-H2A.Z-H2B复合物和110kD的Scm3-Cse4-H4复合物进行改造，大幅度提高了复合物的稳定性，在此基础上结合多种研究手段进行了结构和生物学功能研究。该研究报道了第一个H2A-H2B 类型的组蛋白与非组蛋白复合体和第一个染色体着丝粒特异性组蛋白与非组蛋白复合体的高清晰结构。揭示了组蛋白伴侣参与的生理机制如组蛋白变体替换，着丝粒组蛋白的特异识别，着丝粒核小体的结构决定。该研究还催生了其他组蛋白研究相关方法，如蛋白质工程辅助核磁共振确定蛋白拓扑结构，定量分析非组蛋白-组蛋白相互作用，核小体和结合蛋白的相互作用等。
● 蛋白折叠研究 重点是蛋白折叠中间体研究。通过蛋白质工程手段稳定蛋白折叠途径上的折叠中间体，进行蛋白折叠动力学和结构研究。该研究第一次在原子尺度上完整地描述了这样一条具有多个折叠中间体的蛋白折叠途径。
博士研究生 09/1999-07/2003
中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所，中国上海，袁中一研究员
● 酶工程研究 重组青霉素酰化酶的高效表达和基因工程研究。 多个青霉素酰化酶的同源基因的家族基因重排（DNA shuffling）被用于该酶的定向进化以提高其生化活性和稳定性。
硕士研究生 09/1996-07/1999
湖南师范大学生物系，中国长沙，梁宋平教授, 李敏教授
● 功能基因克隆
学历
哲学博士 生物化学与分子生物学 07/2003
中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所，中国上海
理学硕士 生物化学与分子生物学 07/1999
湖南师范大学生物系，中国长沙
理学学士 生物学 07/1996
湖南师范大学生物系，中国长沙
其他职务和获奖情况
● 专业杂志评审
Biochemical and Biophysical Research Communications (2008至今)
工业微生物 (2006-2008)
● 获奖情况
美国国家健康研究院访问学者资助, 2003-2008
湖南师范大学优秀研究生干部, 1999
湖南师范大学一等专业奖学金, 1993, 1994, 1995
代表性文章(26)
● Zhou Z, Feng HQ, Zhou BR, Girlando R, Hu KF, Zodak A, Miller Jenkins LM, Xiao H, Tjandra N, Wu C, Bai YW, Structural basis for recognition of centromere histone variant CenH3 by the chaperone Scm3. Nature 2011 in press
(利用蛋白质工程技术改造了110Kd的染色体着丝粒组蛋白复合物Cse4-H4-Scm3使其得以进行NMR研究，发现了第一个染色体着丝粒组蛋白与非组蛋白复合体的高清晰结构，生物化学和功能研究揭示了组蛋白伴侣对着丝粒组蛋白的特异识别机制以及着丝粒核小体的结构模型)
● Hansen DF, Zhou Z, Feng H, Miller Jenkins LM, Bai Y, Kay LE. Binding kinetics of histone chaperone Chz1 and variant histone H2A.Z-H2B by relaxation dispersion NMR spectroscopy. J Mol Biol. 2009 Mar 20;387(1):1-9.
● Hansen DF, Feng HQ, Zhou Z, Bai YW, Kay LE. Selective Characterization of Microsecond Motions in Proteins by NMR Relaxation. J. Am. Chem. Soc. 131(44): 16257-16265, 2009
● Zhou Z, Feng HQ. Hansen DF, Luk E, Kato H, Freedberg D, Kay LE, Wu C, Bai YW. NMR structure of chaperone Chz1 complexed with histones H2A.Z-H2B. Nat. Struct. Mol. Biol. 15(8): 868-9, 2008.
(利用蛋白质工程技术改造了47Kd的组蛋白复合物H2A-H2B-Chz1使其得以进行NMR研究，发现了第一个H2A-H2B 类型的组蛋白与其非组蛋白复合体的高清晰结构，生物化学研究揭示了组蛋白伴侣参与的组蛋白替换机制)
● Zhou Z, Feng HQ, Ghirlando R, Bai Y.The high-resolution NMR structure of the early folding intermediate of the thermus thermophilus ribonuclease H. J Mol. Biol. 384(2):531-9, 2009.
（与大部分存在于折叠途径限速步骤之后的折叠中间体相比，这一特殊的核糖核酸酶H中间体处于折叠途径的限速步骤之前。通过蛋白质工程富集并稳定了这一折叠中间体并获得了此类中间体的第一个高清晰结构）
● Tu C, Tan YH, Shaw G, Zhou Z, Bai YW, Luo R, Ji XH. Impact of low-frequency hotspot mutation R282Q on the structure of p53 DNA-binding domain as revealed by crystallography at 1.54 angstroms resolution. Acta. Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 64(5):471-7, 2008.
● Hansen DF, Yang DW, Feng HQ, Zhou Z, Wiesner S, Bai YW, Kay LE. An exchange-free measure of 15N transverse relaxation: an NMR spectroscopy application to the study of a folding intermediate with pervasive chemical exchange. J. Am. Chem. Soc. 129(37): 11468-79, 2007.
● Zhou Z, Bai YW.Analysis of protein-folding cooperativity Nature. 445(7129): E16-17, 2007.
（利用经典折叠模型对蛋白downhill折叠行为的解释）
● Wang T, Zhou Z, Bunagan MR, Du D, Bai YW, Gai F. Probing the folding intermediate oflding intermediate of Rd-apocyt b562 by protein engineering and infrared T-jump. Protein Sci. 16(6):1176-83, 2007.
● Bai YW, Feng HQ, Zhou Z, Population and structure determination of hidden folding intermediates by native-state hydrogen exchange-directed protein engineering and nuclear magnetic resonance. Methods Mol. Biol. 350:69-81, 2007.
● Kato H, Vu ND, Feng HQ, Zhou Z, Bai YW. The folding pathway of T4 lysozyme: An on-pathway hidden folding intermediate. J. Mol. Biol. 365(3): 881-891, 2007.
● Zhou Z, Feng HQ, Bai YW. Detection of a hidden folding intermediate in the focal adhesion target domain: Implications for its folding and function. Proteins. 65(2): 259-265. 2006
（通过揭示focal adhesion target结构域的构象变化证明蛋白折叠中间体具有潜在的生物学功能）
● Korzhnev DM, Bezsonova I, Evanics F, Taulier N, Zhou Z, Bai Y, Chalikian TV, Prosser RS, Kay LE.Probing the Transition State Ensemble of a Protein Folding Reaction by Pressure-Dependent NMR Relaxation Dispersion. J. Am. Chem. Soc. 128: 5262-5269, 2006
● Ai X, Zhou Z, Bai Y, Choy WY.15N NMR Spin Relaxation Dispersion Study of the Molecular Crowding Effects on Protein Folding under Native Conditions. J. Am. Chem. Soc. 128(12); 3916-3917, 2006
● Zhang M, Shi ML, Zhou Z, Yang S, Yuan ZY, Ye Q.Production of Alcaligenes faecalis penicillin G acylase in Bacillus subtilis WB600 (pMA5) fed with partially hydrolyzed starch. Enzyme and Microbial Technology. 39 (4): 555-560, 2006
● Feng HQ*, Zhou Z*, Bai YW: A protein folding pathway with multiple folding intermediates at atomic resolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102(14):5026-5031,2005.(*共同第一作者).
(通过蛋白质工程手段稳定并获得了同一条折叠通路上的多个蛋白折叠中间体，通过对其结构的解析和蛋白折叠行为的研究，首次描述了这样一条具有多个明确结构折叠中间体的蛋白折叠途径)
● Zhou Z, Feng HQ, Zhou Y, Zhou Y, Bai YW. Structure determination and folding pathway characterization of an engineered multi-domain protein: kinetic versus equilibrium intermediates. Biochemistry-US. 44(36):12107-12112, 2005.
（将来源于不同蛋白的两个亚基融合，蛋白的结构和动力学性质验证了蛋白折叠中间体理论）
● Zhou Z, Huang, YZ, Bai YW. The folding pathway of Rd-apocyt b562: Demonstration of the on-pathway nature of a hidden intermediate and characterization of the rate-limiting transition state by protein. J. Mol. Biol. 352(4): 757-764, 2005.
（通过蛋白定点突变技术和动力学研究揭示了折叠途径中间体的非稳态结构及其在折叠途径中的定位）
● Choy WY, Zhou Z, Bai YW, Kay LE. An 15N NMR spin relaxation dispersion study of the folding of a pair of engineered mutants of apocytochrome b562. J Am Chem Soc, 127 (14): 5066-5072, 2005.
● Feng HQ, Vu ND, Zhou Z, Bai YW.Structural examination of Phi-value analysis in protein folding. Biochemistry-US, 43 (45): 14325-14331, 2004.
● Zhou Z, Zhang AH, Wang JR, Chen ML, Li RB, Yang S, Yuan ZY. Improving the specific synthetic activity of a penicillin G acylase using DNA family shuffling. Acta Biochim Biophys Sin, 35(6), 573-579, 2003.
（通过DNA 家族重排（DNA family shuffling）技术对青霉素G酰化酶进行定向进化改造）
● Zhou Z, Zhou LP, Chen MJ, Zhang YL, Li RB, Yang S, Yuan ZY. Purification and characterization of Alcaligenes faecalis penicillin G acylase expressed in Bacillus subtilis. Acta Biochim Biophys Sin, 35(5): 416-422, 2003
（青霉素G酰化酶在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌表达系统中的高效表达纯化及产量的大幅度提高。）
● Zhou LP, Zhou Z, Yuan ZY.巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶的定点突变及动力学研究Site-directed Mutagenesis of B. megaterium penicillin G acylase and its kinetics.工业微生物. 33: 9-13, 2003.
● Zhou Z, Chen MJ, Li JD, Yang S, Yuan ZY.巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶的噬菌体展示Functional display of penicillin G acylase from Bacillus megaterium on the surface of phage fd.中国生物化学与分子生物学学报.18: 332-336, 2002
● Zhou Z, Zhang A, Zhou L, Yang S, Jiang YM, Yuan ZY.普罗威登斯菌青霉素G酰化酶在大肠杆菌中的克隆和表达Cloning and expression of penicillin G acylase gene from Providencia rettgeri in Escherichia coli. 工业微生物. 32:1-5, 2002
● Li M, Zhou Z, Liang SP.虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ cDNA克隆及序列Sequence and cloning of Huwentoxin-cDNA. 中国生物化学与分子生物学学报. 17: 51-55, 2001
