REGULATION OF ACTIN CAPPING PROTEIN
肌动蛋白加帽蛋白的调节
基本信息
- 批准号:8464156
- 负责人:
- 金额:$ 27.87万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-05-01 至 2016-02-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AbbreviationsActinsAddressAffectAgaricalesAmino Acid MotifsBindingBinding ProteinsBinding SitesBiochemicalBiological AssayC-terminalCD2-associated proteinCell physiologyCellsComplexCytoskeletonDefectDevelopmentFilamentGenesGoalsImmigrationIn VitroInflammatoryIntegrinsLeucine-Rich RepeatLifeLipidsLocationMembraneMembrane ProteinsMicrofilamentsMicroscopyModelingMolecularMolecular ConformationMovementMyosin ATPaseMyosin Type IPhenotypePhysiologicalPlus End of the Actin FilamentProcessProtein Binding DomainProtein IsoformsProteinsRNA Cap-Binding ProteinsRecruitment ActivityRegulationResearchRoleShapesSiteStructureSubcellular structureSurfaceTestingVertebratesWorkactin capping proteinbasecancer cellcell motilityhuman diseaseinhibitor/antagonistmutantnovelpreventresponse
项目摘要
Our goals are to elucidate the molecular mechanisms that control the assembly and
disassembly of actin filaments in cells and to understand how actin assembly dynamics contribute to
cell movement. The creation of free barbed ends of actin filaments is a critical determinant of actin
assembly, and capping those ends is necessary to produce force and movement at membranes. Here,
we investigate the function of the heterodimeric barbed-end capping protein (CP) and a set of
membrane-associated proteins that contain a conserved CP-binding motif, called CPI, but are
otherwise unrelated.
CARMIL, which contains the CPI motif and a second CP-binding motif, called CSI (CARMIL-
specific interacting), is a potent inhibitor of CP with the ability to create free barbed ends by uncapping
capped filaments. Uncapping is important because the turnover rates of CP and actin filaments in cells
are faster by orders of magnitude than those observed with purified proteins in vitro. Other CPI-motif
proteins, including CD2AP, Cin85, CKIP-1, WASHCAP(FAM21) and CapZIP bind CP but inhibit less
well, suggesting that they may target active CP to membrane compartments.
Aim 1: How Do Regulators of Capping Protein Work? To understand how CP regulation works, we
defined the actin-binding sites on CP, and we produced crystal structures for CP in complex with CP-
binding proteins. CPI motifs bind to a common site on CP at a distance from the actin-binding sites.
CARMIL binding causes an allosteric change in the conformation of the actin-binding sites. Now, we
ask whether the cellular function of the various CPI-motif proteins is to inhibit CP or to recruit active CP
to a location in the cell. In vitro, we will compare the abilities of the proteins to bind and inhibit CP in
biochemical assays with purified components. In cells, we will determine how targeting and
incorporation of CP into the actin cytoskeleton depends on the CP-interacting proteins and how their
interaction with CP affects local actin assembly and movement.
Aim 2: How Does CARMIL1 Function in Cells? CARMIL is important for cell migration and other actin-
related functions in metazoan cells. Vertebrates express three conserved CARMIL genes. We
discovered that CARMIL1 and CARMIL2 are both important for cell migration and that they have
distinct non-overlapping functions in a single migrating cell. CARMIL1 interacts with the dual-GEF Trio,
activates Rac1, and stimulates lamellipodia formation. We plan to investigate the molecular basis of
these phenotypes and interactions by a combination of localization, biochemical, knockdown, and
expression approaches.
COOPER, John A.
1R01 GM095509-01A1
我们的目标是阐明控制组装和组装的分子机制
细胞中肌动蛋白丝的分解并了解肌动蛋白组装动力学如何有助于
细胞运动。肌动蛋白丝自由倒刺末端的产生是肌动蛋白的关键决定因素
组装,并盖住这些末端对于在膜上产生力和运动是必要的。这里,
我们研究了异二聚体倒刺封端蛋白(CP)的功能和一组
膜相关蛋白,含有保守的 CP 结合基序,称为 CPI,但
否则无关。
CARMIL,包含 CPI 基序和第二个 CP 结合基序,称为 CSI (CARMIL-
特异性相互作用),是一种有效的 CP 抑制剂,能够通过开盖产生自由的倒刺末端
加盖细丝。脱帽很重要,因为细胞中 CP 和肌动蛋白丝的周转率
比体外纯化蛋白质观察到的速度快几个数量级。其他 CPI 主题
蛋白质,包括 CD2AP、Cin85、CKIP-1、WASHCAP(FAM21) 和 CapZIP 结合 CP,但抑制较少
好吧,这表明他们可能将活性 CP 靶向膜室。
目标 1:封盖蛋白调节剂如何发挥作用?为了了解 CP 监管如何运作,我们
定义了 CP 上的肌动蛋白结合位点,我们生成了 CP 与 CP- 复合物的晶体结构
结合蛋白。 CPI 基序与 CP 上距离肌动蛋白结合位点一定距离的共同位点结合。
CARMIL 结合导致肌动蛋白结合位点构象发生变构变化。现在,我们
询问各种 CPI 基序蛋白的细胞功能是抑制 CP 还是招募活性 CP
到单元格中的某个位置。在体外,我们将比较蛋白质结合和抑制 CP 的能力
使用纯化成分进行生化测定。在细胞中,我们将确定如何靶向和
CP 掺入肌动蛋白细胞骨架取决于 CP 相互作用蛋白及其如何
与 CP 的相互作用影响局部肌动蛋白的组装和运动。
目标 2:CARMIL1 在细胞中如何发挥作用? CARMIL 对于细胞迁移和其他肌动蛋白非常重要
后生动物细胞中的相关功能。脊椎动物表达三个保守的 CARMIL 基因。我们
发现 CARMIL1 和 CARMIL2 对细胞迁移都很重要,并且它们具有
单个迁移细胞中具有不同的非重叠功能。 CARMIL1 与双 GEF Trio 相互作用,
激活 Rac1,并刺激片状伪足的形成。我们计划研究其分子基础
这些表型和相互作用通过定位、生化、敲低和
表达方式接近。
库珀,约翰 A.
1R01 GM095509-01A1
项目成果
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