Amyloid elimination by Hsp104 and substrate-optimized variants

Hsp104 和底物优化变体消除淀粉样蛋白

基本信息

  • 批准号:
    7429951
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 236.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-09-30 至 2012-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We are in dire need of innovations to combat several increasingly prevalent and inexorably lethal neurodegenerative disorders, including Alzheimer's and Parkinson's disease, which voraciously devour our social and economic resources. These disorders share a common pathogenic mechanism in which specific proteins misfold into a shared surprisingly generic conformation, termed amyloid. Amyloid fibers of diverse proteins adopt a similar `cross-β' structure, in which the strands of the β-sheets run perpendicular to the fiber axis. Further, highly cytotoxic oligomers possessing a distinct generic structure frequently accumulate prior to fibers. Although the specific protein that forms amyloid and precise localization of the deposits varies in each disease, these shared facets of amyloidogenesis bring hope that therapeutic strategies that target amyloid may have broad applications. The exceptional stability of amyloids, however, including: protease- and SDS-resistance, makes them extraordinarily difficult to clear. Indeed, they are widely perceived as intractable. Remarkably, we have found that a protein- remodeling factor from yeast, Hsp104, can rapidly disassemble amyloid fibers and oligomers comprised of the yeast prion proteins, Sup35 and Ure2. The unprecedented alacrity at which Hsp104 remodels these amyloid structures raises awareness that amyloid conformers are not intractable, and that a cellular factor capable of reversing amyloidogenesis has evolved. Curiously, although highly conserved in plants, bacteria and fungi, Hsp104 has been mysteriously lost from metazoan lineages. We hypothesize that application of Hsp104 to disease-associated amyloids may have broad therapeutic potential. Hence, we aim to: (1) annihilate amyloid fibers, oligomers and associated proteotoxicity of diverse human disease-associated proteins using Hsp104; (2) engineer or evolve substrate-optimized Hsp104 variants that attack select amyloidogenic proteins; and (3) generate Hsp104 or substrate-optimized variant therapies for animal models of amyloid-disorders. These studies will provide the foundations for new approaches to attack the devastating amyloid-disorders that plague humankind.
我们迫切需要创新来应对一些日益普遍和 不可避免的致命神经退行性疾病,包括阿尔茨海默氏症和帕金森氏症 疾病贪婪地吞噬着我们的社会和经济资源。 具有共同的致病机制,其中特定蛋白质错误折叠成共享的 令人惊讶的通用构象,称为不同蛋白质的淀粉样蛋白纤维。 采用类似的“交叉β”结构,其中β-折叠的股线垂直延伸 此外,高细胞毒性低聚物具有独特的通用性。 尽管特定的蛋白质形成,但结构经常先于纤维积累。 淀粉样蛋白和沉积物的精确定位因每种疾病而异,这些共享 淀粉样蛋白生成的各个方面带来了希望,即针对淀粉样蛋白的治疗策略可能会 然而,淀粉样蛋白的卓越稳定性具有广泛的应用,包括: 蛋白酶和 SDS 抗性使它们极其难以清除。 值得注意的是,我们发现了一种蛋白质- 来自酵母的重塑因子 Hsp104 可以快速分解淀粉样纤维并 由酵母朊病毒蛋白 Sup35 和 Ure2 组成的寡聚体。 Hsp104 重塑这些淀粉样蛋白结构的敏捷性提高了人们的认识: 淀粉样蛋白构象异构体并不棘手,而且细胞因子能够逆转 奇怪的是,尽管淀粉样蛋白在植物中高度保守,但细菌却进化了。 和真菌一样,Hsp104 已从后生动物谱系中神秘消失。 Hsp104 应用于疾病相关淀粉样蛋白可能具有广泛的治疗作用 因此,我们的目标是:(1)消灭淀粉样纤维、寡聚物和相关的。 使用 Hsp104 分析多种人类疾病相关蛋白的蛋白毒性;(2) 或者进化出底物优化的 Hsp104 变体,攻击选定的淀粉样蛋白; (3) 为动物模型生成 Hsp104 或底物优化的变异疗法 这些研究将为治疗淀粉样蛋白疾病的新方法奠定基础。 攻击困扰人类的毁灭性淀粉样蛋白疾病。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Small heat shock proteins potentiate amyloid dissolution by protein disaggregases from yeast and humans.
  • DOI:
    10.1371/journal.pbio.1001346
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Duennwald ML;Echeverria A;Shorter J
  • 通讯作者:
    Shorter J
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012-06-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    King OD;Gitler AD;Shorter J
  • 通讯作者:
    Shorter J
The Surprising Role of Amyloid Fibrils in HIV Infection.
  • DOI:
    10.3390/biology1010058
  • 发表时间:
    2012-05-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Castellano LM;Shorter J
  • 通讯作者:
    Shorter J
Applying Hsp104 to protein-misfolding disorders.
Emergence and natural selection of drug-resistant prions.
  • DOI:
    10.1039/c004550k
  • 发表时间:
    2010-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shorter J
  • 通讯作者:
    Shorter J
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