Laboratorio de Changjian Feng

El Dr. Feng es experto en bioquímica y biofísica de metaloproteínas, con énfasis en la relación estructural-dinámica-funcional. Es autor de más de 90 manuscritos científicos. Es un revisor activo de los NIH y NSF, y también se desempeña como árbitro de la AHA, la Agencia Nacional de Investigación de Francia y el Ministerio de Salud de Italia.

Las cuestiones que se están investigando en el laboratorio de Feng se encuentran en la intersección de la física, la química y la biología, con un énfasis particular en la biofísica molecular de las enzimas oxidorreductasa. Las oxidorreductasas consisten en una gran clase de enzimas que facilitan la transferencia de electrones de un donante de electrones a un aceptor de electrones. La transferencia de electrones en biología impulsa los procesos de los sistemas vivos. Desde la respiración celular hasta la fotosíntesis, el metabolismo y la señalización molecular, las transferencias de electrones son procesos químicos en los que se basan las funciones biológicas esenciales. La transferencia de electrones dentro y entre proteínas es, por tanto, un proceso biológico fundamental de gran importancia para los organismos vivos. Las proteínas son moléculas dinámicas. Nos enfocamos en la pregunta central: cómo la naturaleza ha optimizado la dinámica de las proteínas para promover la transferencia de electrones. Esta pregunta forma el trabajo de su vida y es una fuente de fascinación sin fin para él.

Su principal línea de investigación se centra en el mecanismo de regulación de la óxido nítrico sintasa (NOS), una flavohemoproteína responsable de la biosíntesis de óxido nítrico (NO), una molécula de señalización y efectora omnipresente en la biología celular de los mamíferos. Una de sus principales fortalezas reside en la utilización de enfoques multidisciplinarios, empleando técnicas avanzadas que abarcan desde la bioquímica y la cinética rápida hasta la espectroscopia y la expansión del código genético, para responder a preguntas mecanísticas específicas. Ha dedicado un esfuerzo particular a las investigaciones colaborativas de enzimas redox modulares. Mediante herramientas cuantitativas propias de la física y la química, buscan desarrollar un conocimiento colectivo sobre proteínas multidominio aplicando nuevas herramientas biofísicas y computacionales para buscar los principios fundamentales que subyacen a las numerosas reacciones catalizadas por estas enzimas. Estudios recientes del Dr. Feng sobre las proteínas NOS demuestran que los movimientos de dominio y el acoplamiento entre dominios desempeñan un papel importante en la función de las isoformas de NOS al modular procesos clave de transferencia de electrones. Una vez comprendidos por completo, los mecanismos moleculares de la regulación de la NOS podrían ser objetivos clave para el desarrollo de nuevos fármacos selectivos para el tratamiento de una amplia gama de enfermedades que actualmente carecen de tratamientos eficaces.

Investigación reciente

Una selección de nuestras publicaciones

Astashkin, Andrei V.; Li, Jinghui; Zheng, Huayu; Feng, Changjian* . (2019) Distribuciones posicionales de los módulos unidos en la óxido nítrico sintasa: cálculos de Monte Carlo y mediciones de EPR pulsada. J. Phys. Chem. A 123, 7075-7086.

Li, Jinghui; Zheng, Huayu; Feng, Changjian* . (2019) Efecto del hacinamiento macromolecular en la transferencia de electrones intraproteica FMN - hemo en la NO sintasa inducible. Biochemistry , 58, 3087-3096.

Zheng, Huayu; He, Jingxuan; Li, Jinghui; Yang, Jing; Kirk, Martin L.; Roman, Linda J.; Feng, Changjian* . (2019) Generación y caracterización de la holoenzima de la óxido nítrico sintasa neuronal funcional con fosfoserina incorporada. J. Biol. Inorg. Chem. 24, 1-9.

Li, Jinghui; Zheng, Huayu; Wang, Wei; Miao, Yubin; Sheng, Yinghong; Feng, Changjian* . (2018) Papel de un residuo específico de isoforma en la interfaz calmodulina-hemo (NO sintasa) en la transferencia de electrones FMN-hemo. FEBS Lett. 592, 2425-2431.

Astashkin, Andrei V.; Li, Jinghui; Zheng, Huayu; Miao, Yubin; Feng, Changjian* . (2018) Un modelo de dinámica conformacional en estado acoplado para explicar la dependencia de la fuerza iónica de la transferencia de electrones FMN-hemo en la óxido nítrico sintasa. J. Inorg. Biochem. 184, 146-155.

Sheng, Yinghong; Zhong, Linghao; Guo, Dahai; Lau, Gavin; Feng, Changjian* . (2015) Perspectiva sobre reordenamientos estructurales e interacciones entre dominios relacionadas con la transferencia de electrones entre flavina mononucleótido y hemo en la óxido nítrico sintasa: un estudio de dinámica molecular, J. Inorg. Biochem.153 , 186-196.

Astashkin, Andrei; Feng, Changjian* . (2015) Resolución de ecuaciones cinéticas para el experimento de fotólisis láser de destello en sintasas de óxido nítrico: Efecto de la dinámica conformacional en la transferencia de electrones entre dominios. J. Phys. Chem. A 119 , 11066-11075.

Astashkin, Andrei; Chen, Li; Elmore, Bradley; Kunwar, Deepak; Miao, Yubin; Li, Huiying; Poulos, Thomas; Roman, Linda; Feng, Changjian* . (2015) Sondeo del enlace de hidrógeno del centro hemo ferroso-NO de la nNOS mediante resonancia paramagnética electrónica pulsada, J. Phys. Chem. A 119, 6641-6649.

Astashkin, Andrei; Chen, Li; Zhou, Xixi; Li, Huiying; Poulos, Thomas; Liu, Ke Jian; Guillemette, Joseph; Feng, Changjian* . (2014) Estudio de resonancia paramagnética electrónica pulsada del acoplamiento de dominios en la óxido nítrico sintasa neuronal: la perspectiva de la calmodulina y el estado de salida, J. Phys. Chem. A 118 , 6864-6872.

Panda, Satya P.; Li, Wenbing; Venkatakrishnan, Priya; Chen, Li; Astashkin, Andrei. V.; Masters, Bettie Sue; Feng, Changjian ; Roman, Linda J. (2013) Propiedades diferenciales de modulación de la calmodulina y transferencia de electrones de la óxido nítrico sintasa neuronal mu en comparación con la variante alfa, FEBS Lett. 587, 3973-3978.

Li, Wenbing; Chen, Li; Lu, Changyuan; Elmore, Bradley O.; Astashkin, Andrei V.; Rousseau, Denis L.; Yeh, Syun-Ru; Feng, Changjian* . (2013) Función reguladora de Glu546 en la transferencia de electrones de flavina mononucleótido-hemo en la óxido nítrico sintasa inducible humana, Inorg. Chem.52 , 4795-4801.

Feng, Changjian* . (2012) Mecanismo de regulación de la óxido nítrico sintasa: transferencia de electrones e interacciones entre dominios, Coord. Chem. Rev. 256 , 393-411.

Astashkin, Andrei V.; Elmore, Bradley O.; Fan, Weihong; Guillemette, J. Guy.; Feng, Changjian* . (2010) Determinación por EPR pulsada de la distancia entre el hierro hemo y los centros FMN en una óxido nítrico sintasa inducible humana, J. Am. Chem. Soc. 132, 12059-12067.

Sempombe, José; Elmore, Bradley; Sol, Xi; Dupont, Andrea; Ghosh, Dipak; Guillemette, José; Kirk, Martín; Feng, Changjian* . (2009) Las mutaciones en el dominio FMN modulan los espectros MCD del sitio hemo en el dominio oxigenasa de la óxido nítrico sintasa inducible, J. Am. Química. Soc . 131 , 6940-6941.

Feng, Changjian* ; Tollin, Gordon; Hazzard, James T.; Nahm, Nickolas J.; Guillemette J. Guy; Salerno, John C.; Ghosh, Dipak K. (2007) Medición directa mediante fotólisis láser de destello de la transferencia de electrones intraproteína en una óxido nítrico sintasa neuronal de rata, J. Am. Chem. Soc.129 , 5621-5629.

Feng, Changjian* ; Tollin, Gordon; Holliday, Michael A.; Thomas, Clayton; Salerno, John C.; Enemark, John H.; Ghosh, Dipak K. (2006) Transferencia de electrones intraproteica en una construcción de dos dominios de la óxido nítrico sintasa neuronal: El estado de salida en la formación de óxido nítrico, Biochemistry45 , 6354-6362.

Feng, Changjian ; Thomas, Clayton; Holliday, Michael A.; Tollin, Gordon; Salerno, John C.; Ghosh, Dipak K.; Enemark John H. (2006) Medición directa mediante fotólisis láser de destello de la transferencia intramolecular de electrones en una construcción de dos dominios de la óxido nítrico sintasa inducible murina, J. Am. Chem. Soc. 128 , 3808-3811.