Investigating the molecular mechanisms of Ca2+ selectivity and Ca2+ potentiation of the mitochondrial calcium uniporter
研究线粒体钙单向转运蛋白 Ca2 选择性和 Ca2 增强的分子机制
基本信息
- 批准号:10535187
- 负责人:
- 金额:$ 4.68万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-07-26 至 2024-07-25
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ATP Synthesis PathwayAffinityApoptosisArchitectureBinding SitesBiophysical ProcessCalciumCalcium ChannelCell DeathCell physiologyCellsChemosensitizationComplementComplexCryoelectron MicroscopyDataDiseaseElectrophysiology (science)EnvironmentEukaryotaFutureGoalsHumanIndividualIntegral Membrane ProteinInvestigationIonsKineticsKnowledgeLipid BilayersLipidsMeasurementMediatingMembrane LipidsMetabolismMitochondriaMole the mammalMolecularMutagenesisMutationOrganismPermeabilityProbabilityProcessProductionPropertyProtein SubunitsProteinsRegulationResearch PersonnelResolutionRestRoleShapesSignal TransductionStructureSystemTimeTrainingWorkcalcium uniporterdensityfungusmutantparticlepreventreconstitutionuptake
项目摘要
Project Summary/ Abstract
The mitochondrial calcium uniporter mediates Ca2+ uptake into mitochondria and thereby regulates metabolism,
cell death, and cytoplasmic Ca2+ signaling. How the Uniporter catalyzes ion permeation and achieves ion
selectivity are not well understood. The Uniporter is a supercomplex of protein subunits, containing at least:
MCU, EMRE, MICUs 1-3, MCUR1, and MCUb. The mechanism of Ca2+ selectivity and how the subunits control
gating of the channel have not been fully resolved, in part, because of the difficulties associated with studying
the function of the Uniporter in a purified context. The goal of this proposal is to understand the mechanisms of
Ca2+ selectivity and MCUR1 regulation of the Uniporter. I will take a reductionist approach to investigate these
processes using purified components. Through a blend of structural (cryo-EM) and functional
(electrophysiological) approaches, I will determine critical residues for selectivity of Ca2+ ions in the pore and I
will determine if the pore operates in a multi-ion fashion (Aim 1). Additionally, I will determine interactions of
MCU-EMRE-MCUR1 (MER) holocomplex that are involved in gating (Aim 2). I hypothesize that high Ca2+
selectivity through the pore is mediated by a multi-ion pore mechanism (Aim 1) and that MCUR1 promotes Ca2+
uptake through inhibition of Ca2+ dependent inactivation (Aim 2). The complementary use of single-particle cryo-
EM and planar lipid bilayer electrophysiology will define principles that underline ion selectivity and gating.
项目概要/摘要
线粒体钙单向转运蛋白介导线粒体对 Ca2+ 的摄取,从而调节新陈代谢,
细胞死亡和细胞质 Ca2+ 信号传导。 Uniporter如何催化离子渗透并实现离子
选择性尚不十分清楚。 Uniporter 是蛋白质亚基的超级复合物,至少包含:
MCU、EMRE、MICU 1-3、MCUR1 和 MCUb。 Ca2+选择性机制及亚基如何控制
通道门控尚未完全解决,部分原因是与研究相关的困难
Uniporter 在纯化环境中的功能。该提案的目标是了解
Uniporter 的 Ca2+ 选择性和 MCUR1 调节。我将采取还原论的方法来研究这些
使用纯化成分的工艺。通过结构(冷冻电镜)和功能的结合
(电生理学)方法,我将确定孔中 Ca2+ 离子选择性的关键残基,并且我
将确定孔隙是否以多离子方式运行(目标 1)。此外,我将确定以下相互作用:
参与门控的 MCU-EMRE-MCUR1 (MER) 全复合物(目标 2)。我推测高 Ca2+
通过孔的选择性是由多离子孔机制介导的(目标 1),并且 MCUR1 促进 Ca2+
通过抑制 Ca2+ 依赖性失活来摄取(目标 2)。单粒子冷冻的补充使用
EM 和平面脂质双层电生理学将定义强调离子选择性和门控的原理。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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