Novel Model Systems Link Floridean Starch Metabolism to Lafora Disease
新型模型系统将佛罗里达淀粉代谢与拉福拉病联系起来
基本信息
- 批准号:7684042
- 负责人:
- 金额:$ 19.24万
- 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:2007-09-15 至 2011-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AnimaliaBindingBiochemicalBiochemistryBioinformaticsBiological ModelsCNS degenerationCarbohydratesCellular biologyCessation of lifeComplementComplexDeteriorationDiseaseEimeria tenellaEnergy-Generating ResourcesEukaryotaEventGenesGeneticGlycogenGrantHumanInvertebratesKnock-outLafora DiseaseLifeLinkMammalian CellMammalsMetabolismModelingMotorMyoclonic EpilepsiesNeurodegenerative DisordersNeurologicOrganismOrthologous GeneParamecium tetraureliaPatientsPhenotypePhosphoric Monoester HydrolasesProcessProgressive Myoclonic EpilepsiesProtistaReportingRoleSeizuresSignal Transduction PathwaySingle SeizuresStarchSystemTestingTetrahymena thermophilaTonic - clonic seizuresTonic SeizuresToxoplasma gondiiTransgenic OrganismsVertebratescarbohydrate metabolismgenome sequencingglycogen metabolismloss of function mutationmRNA Expressionnew therapeutic targetnovelparticlepolyglucosanprotein expressionresearch studyubiquitin-protein ligase
项目摘要
The focus of this grant is to determine how laforin, the only phosphatase in Kingdom Animalia with a
carbohydrate binding domain, regulates changes in glycogen metabolism in vertebrates and invertebrates.
Humans develop insoluble aberrant glycogen particles, called Lafora bodies, as a result of an autosomal
recessive neurodegenerative disorder known as Lafora disease (LD). LD is the result of loss of function
mutations to either of the genes that encode the dual specific phosphatase laforin or the E3 ubiquitin ligase
malin. LD is one of five major progressive myoclonus epilepsies (PMEs) and presents as a single seizure in
the second decade of the patient's life; this single event is followed by progressive central nervous system
degeneration, intellectual decline, severe motor deterioration, and finally death within ten years. Laforin is
reported as only being conserved among vertebrates; however, I recently identified laforin orthologs in five
unicellular eukaryotes, including Cyanidioschyzon merolae and Toxoplasma gondii. Additionally, the
biochemical composition of LBs closely resembles that of floridean starch; an insoluble carbohydrate
molecule synthesized by the same unicellular eukaryotes that have laforin. Thus, there is a direct correlation
between the presence of laforin and synthesis of floridean starch amongst invertebrates. I propose that
laforin is involved in degrading insoluble carbohydrates, either to utilize it as an energy source for
invertebrates or to protect cellular integrity in mammals, and that laforin's role in these two processes is
conserved from invertebrates to humans. To determine laforin's function in glycogen metabolism I will: 1)
Perform rigorous phylogenomic and functional analyses of laforin's invertebrate orthologs. I will identify
every invertebrate laforin ortholog via bioinformatics and will determine the mRNA expression, protein
expression and subcellular localization of laforin in C. merolae and T. gondii. 2) Define laforin's target in
floridean starch metabolism in Toxoplasma gondii. I will generate multiple transgenic T. gondii organisms,
identify any phenotypes that these organisms manifest and employ these organisms in biochemical
experiments to identify laforin's substrate or a signal transduction pathway that it modulates. Additionally, I
will utilize a T. gondii laforin knockout line to test if other laforin orthologs complement any observed
phenotype. 3) Characterize the role of floridean starch in the human myoclonic epilepsy Lafora disease. I
will extend my findings from the invertebrate systems to the vertebrate system and LD. I will test any laforin
substrate identified in the previous sections to see if it is also a substrate of laforin in the mammalian system.
Additionally, I will fully characterize the interaction I previously identified between malin and laforin to
determine both the cause and effect of this interaction. The findings from all three of my specific aims can
be applied to identify new therapeutic targets to treat LD and possibly other polyglucosan diseases.
这笔赠款的重点是确定 Laforin(动物王国中唯一的磷酸酶)如何发挥作用
碳水化合物结合域,调节脊椎动物和无脊椎动物糖原代谢的变化。
由于常染色体的作用,人类产生了不溶性异常糖原颗粒,称为拉福拉小体
隐性神经退行性疾病,称为拉福拉病 (LD)。 LD是功能丧失的结果
编码双特异性磷酸酶 Laforin 或 E3 泛素连接酶的基因发生突变
马林。 LD 是五种主要的进行性肌阵挛癫痫 (PME) 之一,在
患者生命的第二个十年;这个单一事件之后是渐进的中枢神经系统
退化、智力衰退、运动能力严重衰退,最后在十年内死亡。拉福林是
据报道仅在脊椎动物中保守;然而,我最近在五种药物中发现了 laforin 直向同源物
单细胞真核生物,包括 Cyanidioschyzon merolae 和弓形虫。此外,
LB 的生化成分与佛罗里达淀粉非常相似;不溶性碳水化合物
由与 Laforin 相同的单细胞真核生物合成的分子。因此,有直接的相关性
拉福林的存在与无脊椎动物中佛罗里达淀粉的合成之间的关系。我建议
Laforin 参与降解不溶性碳水化合物,或者将其用作能量来源
无脊椎动物或保护哺乳动物的细胞完整性,laforin 在这两个过程中的作用是
从无脊椎动物到人类都是保守的。为了确定 Laforin 在糖原代谢中的功能,我将:1)
对 Laforin 的无脊椎动物直系同源物进行严格的系统发育和功能分析。我会识别
通过生物信息学分析每个无脊椎动物 Laforin 直系同源物,并将确定 mRNA 表达、蛋白质
Laforin 在 C. merolae 和 T. gondii 中的表达和亚细胞定位。 2) 定义laforin的目标
弓形虫中的佛罗里达淀粉代谢。我将产生多种转基因弓形虫生物体,
识别这些生物体表现出的任何表型,并将这些生物体用于生化
鉴定 laforin 底物或其调节的信号转导途径的实验。另外,我
将利用弓形虫 laforin 敲除系来测试其他 laforin 直向同源物是否补充任何观察到的
表型。 3) 描述佛罗里达淀粉在人类肌阵挛性癫痫拉福拉病中的作用。我
将把我的发现从无脊椎动物系统扩展到脊椎动物系统和LD。我会测试任何laforin
前面部分中鉴定的底物,看看它是否也是哺乳动物系统中 laforin 的底物。
此外,我将充分描述我之前确定的 malin 和 laforin 之间的相互作用,以
确定这种相互作用的原因和结果。我所有三个具体目标的发现可以
可用于确定治疗 LD 和其他可能的聚葡萄糖疾病的新治疗靶点。
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 }}
Matthew S. Gentry其他文献
Thermophilic Phosphatases and Methods for Processing Starch Using the Same
嗜热磷酸酶和使用其加工淀粉的方法
- DOI:
- 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Matthew S. Gentry - 通讯作者:
Matthew S. Gentry
Erratum to: Unique carbohydrate binding platforms employed by the glucan phosphatases
勘误:葡聚糖磷酸酶采用的独特碳水化合物结合平台
- DOI:
10.1007/s00018-016-2287-x - 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:8
- 作者:
Shane Emanuelle;bullet M Kathryn Brewer;D. Meekins;Matthew S bullet;Gentry;Matthew S. Gentry - 通讯作者:
Matthew S. Gentry
APOE4 Lowers Energy Expenditure and Impairs Glucose Oxidation by Increasing Flux through Aerobic Glycolysis
APOE4 通过有氧糖酵解增加通量来降低能量消耗并损害葡萄糖氧化
- DOI:
- 发表时间:
2020 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Brandon C Farmer;Holden C. Williams;Nicholas A. Devanney;Margaret A. Piron;Grant K. Nation;D. J. Carter;Adeline E. Walsh;R. Khanal;L. Young;J. Kluemper;Gabriela Hernandez;Elizabeth J. Allenger;R. Mooney;J. Anthony Brandon;Vedant A. Gupta;Philip A. Kern;Matthew S. Gentry;Josh M. Morganti;Ramon C. Sun;Lance A. Johnson - 通讯作者:
Lance A. Johnson
Spatial Metabolome Lipidome and Glycome from a Single brain Section
来自单个脑切片的空间代谢组脂质组和糖组
- DOI:
10.1101/2023.07.22.550155 - 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Harrison A. Clarke;Xin Ma;Cameron J. Shedlock;Terrymar Medina;Tara R Hawkinson;L. Wu;Roberto A. Ribas;Shannon B Keohane;Sakthivel Ravi;Jennifer L. Bizon;Sara N. Burke;J. Abisambra;Matthew E. Merritt;B. Prentice;C. V. Vander Kooi;Matthew S. Gentry;Li Chen;Ramon C. Sun - 通讯作者:
Ramon C. Sun
Structure of the Arabidopsis Glucan Phosphatase LIKE SEX FOUR2 Reveals a Unique Mechanism for Starch Dephosphorylation[W]
拟南芥葡聚糖磷酸酶 LIKE SEX FOUR2 的结构揭示了淀粉去磷酸化的独特机制[W]
- DOI:
- 发表时间:
2013 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
D. Meekins;Hou;Satrio Husodo;Bradley C. Paasch;Travis M. Bridges;Diana Santelia;O. Kötting;C. V. Vander Kooi;Matthew S. Gentry - 通讯作者:
Matthew S. Gentry
Matthew S. Gentry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('Matthew S. Gentry', 18)}}的其他基金
Aberrant Glycogen in Lung Adenocarcinoma Tumorigenesis
肺腺癌肿瘤发生中的异常糖原
- 批准号:
10644000 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Aberrant Glycogen in Lung Adenocarcinoma Tumorigenesis
肺腺癌肿瘤发生中的异常糖原
- 批准号:
10748000 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Aberrant Glycogen in Lung Adenocarcinoma Tumorigenesis
肺腺癌肿瘤发生中的异常糖原
- 批准号:
10518440 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen - Metabolism, Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原 - 代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10285469 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen - Metabolism, Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原 - 代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10610572 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen - Metabolism, Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原 - 代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10786602 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen - Metabolism, Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原 - 代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10401225 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen - Metabolism, Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原 - 代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10405662 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen - Metabolism, Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原 - 代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10159325 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Brain Glycogen-Metabolism,Mechanisms, and Therapeutic Potential
脑糖原代谢、机制和治疗潜力
- 批准号:
10730778 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
相似国自然基金
拟南芥中EIN2蛋白调控mRNA翻译并激活乙烯信号的生化机制研究
- 批准号:31870254
- 批准年份:2018
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
大米蛋白/阿魏酸的结合机制对复合物的抗氧化及模拟胃肠消化性能的调控研究
- 批准号:31760433
- 批准年份:2017
- 资助金额:38.0 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
拟南芥fimbrin5调控花粉管生长的细胞学基础和生化机制分析
- 批准号:31671390
- 批准年份:2016
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
拟南芥微丝解聚因子第三亚家族成员生理生化功能研究
- 批准号:31670180
- 批准年份:2016
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
结合神经分类的分子超光谱成像生化指标定量分析研究
- 批准号:61240006
- 批准年份:2012
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
相似海外基金
Use of Novel Model Systems Link Floridean Starch Metabolism to Lafora Disease
使用新模型系统将佛罗里达淀粉代谢与拉福拉病联系起来
- 批准号:
7492971 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Novel Model Systems Link Floridean Starch Metabolism to Lafora Disease
新型模型系统将佛罗里达淀粉代谢与拉福拉病联系起来
- 批准号:
7871627 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Novel Model Systems Link Floridean Starch Metabolism to Lafora Disease
新型模型系统将佛罗里达淀粉代谢与拉福拉病联系起来
- 批准号:
7675572 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Use of Novel Model Systems Link Floridean Starch Metabolism to Lafora Disease
使用新模型系统将佛罗里达淀粉代谢与拉福拉病联系起来
- 批准号:
7223894 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别:
Novel Model Systems Link Floridean Starch Metabolism to Lafora Disease
新型模型系统将佛罗里达淀粉代谢与拉福拉病联系起来
- 批准号:
7901385 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.24万 - 项目类别: