Structural basis of nicotinic acetylcholine receptor gating and toxin inhibition
烟碱乙酰胆碱受体门控和毒素抑制的结构基础
基本信息
- 批准号:10848770
- 负责人:
- 金额:$ 69.83万
- 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:2022-01-01 至 2025-12-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AgonistAmino AcidsAnestheticsArchitectureAutoantibodiesBindingBiophysicsBrainCell Surface ReceptorsCentral Nervous SystemChemosensitizationComplementComplexConeCryoelectron MicroscopyDataDrug TargetingElectric OrganElectrophysiology (science)EquilibriumExposure toFreezingGoalsHumanInflammationIon Channel GatingIonsLigandsLipidsMeasurementMediatingMental disordersModelingMolecular ChaperonesMolecular ConformationMuscleMuscle ContractionMuscle WeaknessMutagenesisMutationMyasthenic SyndromeN-Methyl-D-Aspartate ReceptorsNerve DegenerationNeurodegenerative DisordersNeuromuscular Blocking AgentsNeuronsNeurotransmitter ReceptorNeurotransmittersNicotinic ReceptorsPeptidesPeripheral Nervous SystemPermeabilityPharmacologyPhysiologicalPreparationPropertyReceptor ActivationReceptor InhibitionResearchResolutionRouteSideSnail VenomsSnakesStructureTherapeuticTimeTorpedoToxinVenomsaddictionalpha Bungarotoxinalpha-Conotoxincell typecomputer studiesconformational conversiondensitydesensitizationdesignexperimental studyimprovedlensmembermillisecondmolecular dynamicsnanodisknervous system disorderneurotransmissionparticlepositive allosteric modulatorreceptorreconstitutionrestraintsimulationsmall moleculetherapeutic target
项目摘要
Nicotinic acetylcholine receptors are therapeutic targets for neurodegenerative disorders, addiction, and mental
illness. These pentameric ligand-gated ion channels are prototypical members of the Cys-loop receptor
superfamily, which mediate fast neurotransmission throughout the central and peripheral nervous systems.
Fundamental questions about nicotinic receptor biophysics and pharmacology remain, due in large part to the
limited high-resolution structural information. We propose to determine high-resolution structures of two
archetypal nicotinic receptor subtypes using single particle cryo-electron microscopy and investigate structure-
based mechanistic hypotheses using molecular dynamics simulations and electrophysiology. Our first target is
the muscle-type nicotinic receptor, the founding member of the pentameric receptor superfamily. Mutations in
the channel, as well as autoimmune antibodies to the receptor, cause myasthenic syndromes. Our second
target is the human α7 nicotinic receptor. α7 is exceptional among nicotinic receptors in several ways: it
assembles physiologically as a homopentamer, it is expressed abundantly in the brain but also in non-
electrically excitable cell types, it has a high permeability to Ca2+, and it desensitizes in microseconds. The
receptor is a target in neurodegenerative disease, addiction and inflammation. We propose to use single
particle cryo-electron microscopy combined with mutagenesis, electrophysiology and molecular dynamics
simulations to elucidate mechanisms of channel activation, ligand recognition and ion permeation in these two
distinctinctive nicotinic receptor subtypes to define general mechanisms and idiosyncratic properties.
烟碱乙酰胆碱受体是神经退行性疾病,成瘾和精神的热靶标
疾病。这些五聚合配方门控离子通道是Cys-loop接收器的典型成员
超家族介导整个中央和周围神经系统中的快速神经传递。
关于烟碱受体生物物理学和药理学的基本问题仍然很大程度上归因于
有限的高分辨率结构信息。我们建议确定两个的高分辨率结构
使用单粒子冷冻电子显微镜的原型烟碱受体亚型,并研究结构
使用分子动力学模拟和电生理学的基于机械假设。我们的第一个目标是
肌肉型烟碱受体,五聚体受体超家族的创始成员。突变
通道以及对接收器的自身免疫性抗体,引起肌无力综合征。我们的第二个
靶标是人α7烟碱受体。 α7在几种方面是烟碱受体中的例外:它
在物理上以同型聚体的形式组装,它在大脑中彻底表达,但在非 -
电细胞类型,它对Ca2+具有很高的渗透性,并且在微秒中脱敏。这
受体是神经退行性疾病,成瘾和炎症的靶标。我们建议使用单个
粒子冷冻电子显微镜结合诱变,电生理学和分子动力学结合
阐明这两种通道激活,配体识别和离子渗透机制的模拟
独特的烟碱受体亚型,以定义一般机制和特质性质。
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 }}
Ryan E Hibbs其他文献
Ryan E Hibbs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('Ryan E Hibbs', 18)}}的其他基金
Structural mechanisms of autoimmune diseases targeting cys-loop receptors
针对半胱氨酸环受体的自身免疫性疾病的结构机制
- 批准号:
10864719 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Structural basis of nicotinic acetylcholine receptor gating and toxin inhibition
烟碱乙酰胆碱受体门控和毒素抑制的结构基础
- 批准号:
10322038 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
3D Structure and mechanism of the alpha7 nicotinic acetylcholine receptor
α7烟碱乙酰胆碱受体的3D结构和机制
- 批准号:
9233215 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Structural studies of heteromeric nicotinic acetylcholine receptors
异聚烟碱乙酰胆碱受体的结构研究
- 批准号:
9155684 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
3D Structure and mechanism of the alpha7 nicotinic acetylcholine receptor
α7烟碱乙酰胆碱受体的3D结构和机制
- 批准号:
9896855 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
3D Structure and mechanism of the alpha7 nicotinic acetylcholine receptor
α7烟碱乙酰胆碱受体的3D结构和机制
- 批准号:
9079152 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Structural biology of the alpha4beta2 nicotinic acetylcholine receptor
α4β2烟碱乙酰胆碱受体的结构生物学
- 批准号:
8681089 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
相似国自然基金
胃肠道微生物宏基因组的氨基酸消旋酶挖掘及分析
- 批准号:32360034
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
甘油制α-氨基酸钌基双金属催化剂的构筑及产物调控策略
- 批准号:22308255
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
射频协同纳他霉素干扰氨基酸转运高效杀灭黑曲霉的分子机制研究
- 批准号:32302279
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
αKG-NHFe酶FtmOx1通过氨基酸多重构象变化催化内过氧化反应的机理研究
- 批准号:22307037
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
18F-TZA分子探针靶向识别胶质瘤IDH1突变及其与氨基酸转运体的关联研究
- 批准号:82302337
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Neurosteroid and Cholesterol Binding to Integral Membrane Proteins
神经类固醇和胆固醇与整合膜蛋白的结合
- 批准号:
10623887 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Structural basis of nicotinic acetylcholine receptor gating and toxin inhibition
烟碱乙酰胆碱受体门控和毒素抑制的结构基础
- 批准号:
10322038 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Molecular Targets of Neurosteroid Anti-depressant Action
神经类固醇抗抑郁作用的分子靶点
- 批准号:
10198242 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Molecular Targets of Neurosteroid Anti-depressant Action
神经类固醇抗抑郁作用的分子靶点
- 批准号:
10662406 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别:
Molecular Targets of Neurosteroid Anti-depressant Action
神经类固醇抗抑郁作用的分子靶点
- 批准号:
10456973 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 69.83万 - 项目类别: