Structure-Function Studies of Aquaporin 0 in Lens Development and Physiology

水通道蛋白 0 在晶状体发育和生理学中的结构功能研究

基本信息

  • 批准号:
    10334493
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-02-01 至 2026-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary Cataract, the opacification of the eye lens, is the leading cause of blindness worldwide. Aquaporin 0 (AQP0), the most abundant membrane protein in the lens, functions as a water channel and as an adhesive protein. Defects in AQP0 can produce cataract, as well as have adverse effects on lens development. Despite its critical role in lens physiology, the functions of AQP0 are not fully understood. Our proposed research seeks to advance our understanding of how AQP0 water permeability (Pf), the exquisite control of which is required to maintain lens clarity, is regulated by Ca2+ and protons, whose concentrations depend on the AQP0 location within the lens. The proposed studies also seek to identify the amino acid residues that are crucial for Pf regulation and for the adhesive function of AQP0, through protein-protein and/or protein-membrane interactions, and to determine the effects of genetic modifications of AQP0 on lens physiology and development. To these ends, we will employ a tightly coupled, multi- disciplinary approach, unique within the field of aquaporin research, which employs techniques ranging in scale from the atomic/molecular to the cellular and organismal level. Specifically, in Aim 1 we propose to use in vitro Xenopus oocyte permeability measurements on a panel of mammalian and fish AQP0 mutants to assess the contribution of particular residues to AQP0 Pf and its regulation, along with adhesion assays on lens fiber cells from zebrafish containing wild-type and mutant Aqp0s. These experimental approaches will be complemented in Aim 1 with in silico multi-µs molecular dynamics simulations, validated by comparison with experimental Pf measurements, to elucidate mechanistic aspects of the influence of Ca2+ via calmodulin binding, pH, including the effects of a variety of strategically chosen mutations on the Pf of mammalian and fish AQP0s. The computer simulations proposed in Aim 1 will also address the relative role of protein-protein and protein-membrane interactions in the adhesive function of AQP0. Aim 2 will use genetically modified zebrafish to determine how AQP0 contributes to the structure and function of the lens and its development in vivo. Our work will improve understanding of lens physiology and the molecular mechanisms of water channel gating and its regulation by Ca2+ and pH, and uncover fundamental principles that could inform the future development of therapeutic strategies for delaying or eliminating cataract formation.
项目摘要 白内障是眼镜镜的不透明,是全球失明的主要原因。 水通道蛋白0(AQP0),镜头中最丰富的膜蛋白 水通道和作为粘合蛋白。 AQP0中的缺陷会产生白内障,例如 以及对晶状体发展的不利影响。尽管在镜头中起着至关重要的作用 生理学,AQP0的功能尚未完全理解。我们提出的研究 试图促进我们对AQP0水渗透性(PF)的理解,同等的 维持晶状体清晰度所需的控制,由Ca2+和质子调节, 其浓度取决于镜头内的AQP0位置。提议 研究还试图确定对PF调节至关重要的氨基酸保留和 通过蛋白质 - 蛋白质和/或蛋白质膜的AQP0的粘附功能 相互作用,并确定AQP0遗传修饰的影响 生理和发展。到这些目的,我们将采用紧密耦合,多的 纪律方法,在Aquaporin Research领域独特,员工 从原子/分子到细胞和生物的尺度上的技术 级别。特别是,在AIM 1中,我们建议使用体外爪蟾卵母细胞的渗透性 在哺乳动物和FISH AQP0突变体的面板上进行测量以评估 特定残差对AQP0 PF及其法规的贡献以及广告 对斑马鱼的晶状体纤维细胞进行测定,该斑马鱼含有野生型和突变体AQP0。这些 实验方法将在AIM 1中完成,并在硅多µs分子中完成 通过与实验PF测量值进行比较验证的动力学模拟 通过钙调蛋白结合pH,阐明Ca2+影响的机械方面 包括各种策略选择的突变对PF的PF的影响 哺乳动物和鱼类AQP0。 AIM 1中提出的计算机模拟也将 解决蛋白质 - 蛋白质和蛋白质 - 膜相互作用在该中的相对作用 AQP0的粘合功能。 AIM 2将使用一般修改的斑马鱼来确定 AQP0如何促进镜头的结构和功能及其发展 体内。我们的工作将提高对晶状体生理学和分子的理解 水通道门控机制及其对Ca2+和pH的调节,并发现 可以告知理论未来发展的基本原则 用于延迟或消除白内障形成。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Douglas J Tobias其他文献

Douglas J Tobias的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Douglas J Tobias', 18)}}的其他基金

Structure-Function Studies of Aquaporin 0 in Lens Development and Physiology
水通道蛋白 0 在晶状体发育和生理学中的结构功能研究
  • 批准号:
    10547773
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Toward Molecular-Scale Models of Congenital and Age-Related Cataract: a Concerted Computational and Experimental Approach
先天性和年龄相关性白内障的分子尺度模型:协调一致的计算和实验方法
  • 批准号:
    9225213
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF SIGNAL TRANSDUCTION IN THE SQUID RHODOPSIN G-P
鱿鱼视紫红质 G-P 信号传导的分子动力学模拟
  • 批准号:
    8364350
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
COMPUTER SIMULATIONS OF CHOLESTEROL IN LIPID BILAYERS
脂质双层中胆固醇的计算机模拟
  • 批准号:
    3046015
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
COMPUTER SIMULATIONS OF CHOLESTEROL IN LIPID BILAYERS
脂质双层中胆固醇的计算机模拟
  • 批准号:
    2169075
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
COMPUTER SIMULATIONS OF CHOLESTEROL IN LIPID BILAYERS
脂质双层中胆固醇的计算机模拟
  • 批准号:
    3046014
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Project 1: Molecular Dynamics Simulations of Channels and Voltage Sensors
项目1:通道和电压传感器的分子动力学模拟
  • 批准号:
    8025956
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Project 1: Molecular Dynamics Simulations of Channels and Voltage Sensors
项目1:通道和电压传感器的分子动力学模拟
  • 批准号:
    7625289
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Project 1: Molecular Dynamics Simulations of Channels and Voltage Sensors
项目1:通道和电压传感器的分子动力学模拟
  • 批准号:
    8374889
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Project 1: Molecular Dynamics Simulations of Channels and Voltage Sensors
项目1:通道和电压传感器的分子动力学模拟
  • 批准号:
    8213800
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:

相似国自然基金

促细胞外囊泡分泌的绒毛膜纳米纤维仿生培养体系的构建及其在宫腔粘连修复中的应用研究
  • 批准号:
    32301204
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
载Pexidartinib的纳米纤维膜通过阻断CSF-1/CSF-1R通路抑制巨噬细胞活性预防心脏术后粘连的研究
  • 批准号:
    82370515
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
泛素连接酶SMURF2通过SMAD6-COL5A2轴调控宫腔粘连纤维化的分子机制研究
  • 批准号:
    82360301
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    31 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
负载羟基喜树碱的双层静电纺纳米纤维膜抑制肌腱粘连组织增生的作用和相关机制研究
  • 批准号:
    82302691
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
膜仿生载基因纳米球体内重编程巨噬细胞抑制肌腱粘连的机制研究
  • 批准号:
    82372389
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Translational Multimodal Strategy for Peri-Implant Disease Prevention
种植体周围疾病预防的转化多模式策略
  • 批准号:
    10736860
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Localized mitochondrial metabolic activity in Xenopus mesendoderm cells undergoing collective cell migration
爪蟾中内胚层细胞集体细胞迁移的局部线粒体代谢活性
  • 批准号:
    10751722
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Light-propelled dental adhesives with enhanced bonding capability
具有增强粘合能力的光驱动牙科粘合剂
  • 批准号:
    10741660
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Phosphatase-dependent regulation of desmosome intercellular junctions
桥粒细胞间连接的磷酸酶依赖性调节
  • 批准号:
    10677182
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
Bacterial Adhesion Inhibition and Biofilm Disruption by Adaptive Piezoelectric Biomaterial
自适应压电生物材料抑制细菌粘附和破坏生物膜
  • 批准号:
    10668030
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.96万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了