Studying Aggregation in Neurodegenerative Disease Using Synthetic Proteins

使用合成蛋白质研究神经退行性疾病中的聚集

基本信息

  • 批准号:
    10339425
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.25万
  • 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:
    2019-02-15 至 2023-08-06
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Protein misfolding and aggregation to form fibrils are common features of neurodegenerative diseases, including Alzheimer's Disease, Parkinson's Disease, and related dementias such as Dementia with Lewy Bodies and Multiple System Atrophy. Drugs that reverse or block protein aggregation, combined with early diagnosis, provide the prospect for a cure that preserves the patient's memories. To design such drugs and diagnostic agents, one must understand the process of aggregation within neurons and propagation to “infect” new neurons to identify the most relevant targets. In this funding period, we propose to use distance measurements made with fluorescence and crosslinking probes to drive computational models of the misfolding and aggregation of the proteins α-synuclein (αS) and tau. We will model not only monomeric αS and tau, but also aggregated forms that are not amenable to characterization by solid state NMR (ssNMR) or cryo-electron microscopy (cryo-EM). Our computational models will be used to predict the binding of small molecules in order to validate their molecular details and establish their potential for use in the design of inhibitors and diagnostic agents. Our methods can also be used to study different misfolded αS and tau polymorphs, which exhibit different tendencies to form new fibrils and different levels of cytotoxicity. For example, recent investigations of αS, the primary aggregator in Parkinson's Disease, have shown that tau fibrils can be seeded by some conformational forms (“strains”) of αS fibrils, but not others. We will investigate the chemical scale differences in structure between αS strains and the basis for tau fibril seeding by certain strains. This will shed important insight on the pathology of Parkinson's Disease, Dementia with Lewy Bodies, and Multiple System Atrophy; it will also set the stage for investigations of other secondary tau pathologies, such as Aβ-seeded tau aggregates in Alzheimer's Disease.
蛋白质错误折叠和聚集形成原纤维是神经退行性疾病的常见特征, 包括阿尔茨海默病、帕金森病和相关痴呆症,例如路易痴呆症 身体和多系统萎缩的药物可逆转或阻止蛋白质聚集,并与早期结合。 诊断,提供保留患者记忆的治疗方法,并设计此类药物。 诊断剂,必须了解神经元内聚集和传播“感染”的过程 新的神经元来识别最相关的目标 在这个资助期间,我们建议使用距离。 使用荧光和交联探针进行测量,以驱动错误折叠的计算模型 以及蛋白质 α-突触核蛋白 (αS) 和 tau 的聚集 我们不仅会模拟单体 αS 和 tau,还会模拟单体 αS 和 tau。 也有不适合通过固态 NMR (ssNMR) 或冷冻电子表征的聚集形式 我们的计算模型将用于预测小分子的结合顺序。 验证其分子细节并确定其在抑制剂设计和诊断中的应用潜力 我们的方法还可用于研究不同的错误折叠 αS 和 tau 多晶型物,这些多晶型物表现出 形成新原纤维的不同倾向和不同水平的细胞毒性例如,最近的研究。 αS 是帕金森病的主要聚集因子,它表明 tau 蛋白原纤维可以通过某些 我们将研究 αS 原纤维的构象形式(“菌株”),但不研究其他形式的化学尺度差异。 αS 菌株之间的结构以及某些菌株播种 tau 原纤维的基础,这将具有重要意义。 对帕金森病、路易体痴呆和多系统萎缩症病理学的深入了解; 还将为其他继发性 tau 病理学的研究奠定基础,例如 Aβ 种子 tau 聚集体 在阿尔茨海默病中。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Author Correction: Post-translational modifications of soluble α-synuclein regulate the amplification of pathological α-synuclein.
作者更正:可溶性α-突触核蛋白的翻译后修饰调节病理性α-突触核蛋白的扩增。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    25
  • 作者:
    Zhang, Shujing;Zhu, Ruowei;Pan, Buyan;Xu, Hong;Olufemi, Modupe F;Gathagan, Ronald J;Li, Yuanxi;Zhang, Luyan;Zhang, Jasmine;Xiang, Wenxuan;Kagan, Eliot Masahiro;Cao, Xingjun;Yuan, Chaoxing;Kim, Soo;Williams, Christopher K;Magaki, Shino
  • 通讯作者:
    Magaki, Shino
New strategies for fluorescently labeling proteins in the study of amyloids.
淀粉样蛋白研究中荧光标记蛋白质的新策略。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Shimogawa, Marie;Petersson, E James
  • 通讯作者:
    Petersson, E James
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