Mechanisms Of Akt Regulation
Akt 调节机制
基本信息
- 批准号:9976789
- 负责人:
- 金额:$ 18.73万
- 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:2021-04-19 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Antineoplastic AgentsBindingBiochemicalBiological AssayC-terminalCell LineCellsComplexCryoelectron MicroscopyEnvironmentEnzymesEventFRAP1 geneGoalsGrantHomologous GeneHumanImmersionIsotope LabelingKnock-outLeadLengthLigationMalignant NeoplasmsMammalian CellMass Spectrum AnalysisMeasuresMediatingMethodsModelingModificationMolecularMolecular ConformationNMR SpectroscopyPH DomainPharmacologyPhasePhosphatidylinositolsPhospholipidsPhosphorylationPhosphotransferasesPhysiologicalPhysiological ProcessesPlayPortraitsPostdoctoral FellowProcessPropertyProtein KinaseProtein MicrochipsProtein NMR SpectroscopyProteinsRAC-Alpha Serine/Threonine KinaseRegulationResearchResearch PersonnelSeriesSignal PathwaySignal TransductionSiteStructureTailTechniquesTherapeuticWorkanalogbasecareercareer developmentcell growth regulationcombatdesignexperimental studyflexibilityinorganic phosphateinsightnovelnovel strategiesnovel therapeutic interventionnovel therapeuticsplatelet protein P47structural biologytripolyphosphatetumor
项目摘要
Abstract:
The Ser/Thr protein kinase Akt1 is key signaling enzyme that participates in the regulation of cell growth and
other physiologic processes, and its dysregulation contributes to many cancers. Akt1 is a critical effector of the
cancer promoting phospholipid PIP3 (phosphatidyl inositol 3,4,5-triphosphate) signaling and is subject to
regulation by C-tail phosphorylation. Notably, mTORC2-mediated Akt C-tail phosphorylation on Ser473 acts as
a major, well-defined regulatory site and is commonly measured as a proliferative mark in cancer. Yet how
phosphorylation of Ser473, and auxiliary sites Ser477 and Thr479 modulate Akt1 structure and function has
been poorly defined. By employing protein semisynthesis approaches, our preliminary work has revealed that
Akt1 C-tail phosphorylation events at Ser473 and Ser477/Thr479 can relieve Akt1 autoinhibition using distinct
mechanisms. Our model for phospho-Ser473 activation proposes that phosphorylation of the C-terminus of
Akt1 can dislodge the Pleckstrin homology (PH) domain from the kinase domain and involves a phosphate
interaction with the PH-kinase linker. However, the conformational dynamics of the PH domain, linker tension,
and the structural basis of phospho-Ser477/phospho-Thr479-mediated activation represent key gaps in
understanding of Akt1 regulation. In addition, it has been unknown how mTORC2 complex recognizes and
phosphorylates the C-tail of Akt1 leading to its activation. The goals of this proposal are three-fold. 1) Delineate
the dynamic regulation of Akt1 through the C-tail phosphorylation by analyzing how the PH-kinase linker
flexibility influences pSer473’s impact on Akt activation and employing 15N/13C/2H NMR spectroscopy with
semisynthetic segmentally isotopically labeled Akt1 containing distinct phospho forms to characterize
conformational dynamics of Akt1. 2) Identify novel protein substrates phosphorylated by pSer477/pThr479 Akt1
by using protein microarrays along with other biochemical and cell-based methods. 3) Investigate the structural
and mechanistic basis of Akt1 activation by mTORC2 complex. These studies will provide new fundamental
insights into how the mTORC2-Akt cell signaling axis is regulated and can provide a framework for new
therapeutic strategies to combat dysregulation of these protein kinases in cancer. Furthermore, this career
development grant will augment my ability to succeed as an independent investigator by broadening my
experimental repertoire and supporting additional career enrichment. That is, K22 support will enhance my
immersion in pharmacology, structural biology, mass spectrometry, and cell-based studies in a premier
research environment and help me launch a successful independent academic career.
抽象的:
Ser/Thr 蛋白激酶 Akt1 是参与细胞生长调节的关键信号酶。
Akt1 参与其他生理过程,其失调会导致许多癌症。
促进磷脂 PIP3(磷脂酰肌醇 3,4,5-三磷酸)信号传导的癌症,并且受到
值得注意的是,mTORC2 介导的 Ser473 上的 Akt C 尾磷酸化发挥着作用。
一个主要的、明确的调节位点,通常被视为癌症的增殖标志。
Ser473 的磷酸化以及辅助位点 Ser477 和 Thr479 调节 Akt1 结构和功能
通过采用蛋白质半合成方法,我们的初步工作表明:
Akt1 C 尾 Ser473 和 Ser477/Thr479 磷酸化事件可以使用不同的方法缓解 Akt1 自抑制
我们的磷酸化 Ser473 激活模型表明,C 末端磷酸化。
Akt1 可以将 Pleckstrin 同源 (PH) 结构域从激酶结构域中移出,并涉及磷酸盐
与 PH 激酶连接体的相互作用 然而,PH 结构域的构象动力学、连接体张力、
磷酸-Ser477/磷酸-Thr479 介导的激活的结构基础代表了
此外,mTORC2 复合物如何识别和调节尚不清楚。
磷酸化 Akt1 的 C 尾导致其激活 该提案有三个目标 1) 描述。
通过分析 PH 激酶连接子如何通过 C 尾磷酸化动态调节 Akt1
灵活性影响 pSer473 对 Akt 激活的影响,并采用 15N/13C/2H NMR 光谱
半合成分段同位素标记的 Akt1,包含不同的磷酸形式来表征
Akt1 的构象动力学 2) 鉴定 pSer477/pThr479 Akt1 磷酸化的新型蛋白质底物。
通过使用蛋白质微阵列以及其他生化和细胞方法 3) 研究结构。
mTORC2 复合物激活 Akt1 的机制和机制基础这些研究将为我们提供新的基础。
深入了解 mTORC2-Akt 细胞信号轴如何调节,并可以为新的
对抗癌症中这些蛋白激酶失调的治疗策略。
发展补助金将通过扩大我的研究范围,增强我作为一名独立调查员取得成功的能力。
实验曲目和支持额外的职业丰富也就是说,K22 支持将增强我的能力。
沉浸在药理学、结构生物学、质谱法和基于细胞的研究中
研究环境并帮助我开展成功的独立学术生涯。
项目成果
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