Coordination of chaperone interactions that dictate protein folding and trafficking
决定蛋白质折叠和运输的伴侣相互作用的协调
基本信息
- 批准号:10445003
- 负责人:
- 金额:$ 39.59万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-01 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAffectAlzheimer&aposs DiseaseBindingBiologyCellsChemicalsClientComplexCoupledCretinismCystic FibrosisCystic Fibrosis Transmembrane Conductance RegulatorDefectDependenceDestinationsDiseaseEnsureIndividualInterventionLeadLocationMass Spectrum AnalysisMediatingMethodologyMolecular ChaperonesMolecular ConformationNeurodegenerative DisordersOrganellesParkinson DiseasePathway interactionsProcessProtein DynamicsProtein SubunitsProteinsProteomicsQuality ControlShapesStructureTherapeuticThyroglobulinThyroid HormonesTimeVariantinsightloss of functionmisfolded proteinmutantnovel strategiesprematureprotein aggregationprotein foldingprotein misfoldingprotein transportproteostasistooltrafficking
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Proteins fold into their 3-dimensional shape with the help of chaperones and other protein folding
factors, which together comprise the proteostasis network (PN). During the protein quality control
process, transient binding interactions between individual client proteins and proteostasis factors mediate
folding into native functional structures, thereby ensuring trafficking to the correct cellular destination, or
facilitating degradation of detrimental misfolded states. Consequently, imbalances in interactions
between proteostasis factors and clients proteins result in quality control defects that lead to diverse
protein misfolding diseases including highly prevalent neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s
and Parkinson’s Disease. The folding, maturation and trafficking of large multi-domain and multi-subunits
proteins is a complex and highly client-specific process that depends on engaging the appropriate
component of the PN at the correct time. Many proteostasis dependencies for individual client proteins,
are known, but little is understood about the order of engagement, and whether correct sequential
interactions are required for proper folding and trafficking. Understanding the coordination of the PN
interaction with client proteins at an organelle- or cell-wide level will be crucial to determine the
mechanisms of quality control defects that impact protein misfolding diseases.
We utilize the power of chemical biology and quantitative proteomics tools to determine the
interaction dynamics between disease-associated protein variants and the PN. This enables us to
investigate the mechanism by which altered progression through the PN impacts protein quality control.
To probe the progression of the client proteins through protein folding and trafficking pathways, we will
establish new proteomics methodology to elucidate dynamically changing interactions both globally and
in a time-dependent manner. We will examine the coordination requirement of different proteostasis
pathways as they affect protein aggregation (thryroglobulin) and loss-of-function protein misfolding
(cystic fibrosis transmembrance conductance regulator – CFTR). Aggregation of destabilized
thyroglobulin variants, a thyroid hormone precursor, is a leading cause for congenital hypothyroidism,
while misfolding and pre-mature degradation of CFTR variants is the primary cause of Cystic Fibrosis. In
particular, we will assess how protein quality control of mutant variants of these proteins is impacted by
altered PN interactions and how established and new approaches to manipulate proteostasis pathways
can correct these quality control defects. Results from our studies will provide significant new insights
into how the dynamics of protein folding and trafficking pathways can be manipulated therapeutically for
disease intervention.
项目概要
蛋白质在分子伴侣和其他蛋白质折叠的帮助下折叠成 3 维形状
在蛋白质质量控制过程中,它们共同构成了蛋白质稳态网络(PN)。
过程中,个体客户蛋白和蛋白稳态因子之间的瞬时结合相互作用介导
折叠成天然功能结构,从而确保运输到正确的细胞目的地,或
促进错误折叠状态的不适、相互作用的不平衡。
蛋白稳态因子和客户蛋白之间的差异导致质量控制缺陷,从而导致不同的结果
蛋白质错误折叠疾病,包括高度流行的神经退行性疾病,例如阿尔茨海默病
大型多结构域和多亚基的折叠、成熟和运输。
蛋白质是一个复杂且高度针对客户的过程,依赖于适当的参与
PN 的组成部分在正确的时间。
是已知的,但对交战的顺序以及是否正确的顺序知之甚少
理解 PN 的协调需要相互作用。
在细胞器或细胞范围内与客户蛋白的相互作用对于确定
影响蛋白质错误折叠疾病的质量控制缺陷机制。
我们利用化学生物学和定量蛋白质组学工具的力量来确定
疾病相关蛋白变体和 PN 之间的相互作用动态使我们能够
研究通过 PN 改变进展影响蛋白质质量控制的机制。
为了探究客户蛋白通过蛋白质折叠和运输途径的进展,我们将
建立新的蛋白质组学方法来阐明全球和地区动态变化的相互作用
我们将以时间依赖性的方式检查不同蛋白质稳态的协调要求。
影响蛋白质聚集(甲状腺球蛋白)和功能丧失蛋白质错误折叠的途径
(囊性纤维化跨膜电导调节剂 - CFTR)。
甲状腺球蛋白变体是甲状腺激素前体,是先天性甲状腺功能减退症的主要原因,
而 CFTR 变异的错误折叠和过早降解是囊性纤维化的主要原因。
特别是,我们将评估这些蛋白质突变体的蛋白质质量控制如何受到影响
改变 PN 相互作用以及如何建立和新的方法来操纵蛋白质稳态途径
我们的研究结果将提供重要的新见解。
研究如何通过治疗手段操纵蛋白质折叠和运输途径的动态
疾病干预。
项目成果
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专著数量(0)
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