Novel Posttranslational Modifications in Adipose Biology
脂肪生物学中的新型翻译后修饰
基本信息
- 批准号:10780577
- 负责人:
- 金额:$ 15.4万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-05-01 至 2024-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccelerationAdipocytesAdipose tissueAdultAtrophicBiochemicalBiologicalBiological ProcessBiologyBiotinylationBody fatBrown FatCUL3 geneCardiometabolic DiseaseCullin ProteinsDataDiseaseEndocrine GlandsEnergy MetabolismEnzymesEquilibriumFamily memberFatty acid glycerol estersFunctional disorderGenetic TranscriptionHealthHeart failureHomeostasisImpairmentInflammationInflammatoryInsulin ResistanceKnowledgeLigaseLinkLipodystrophyMaintenanceMalignant NeoplasmsMediatingMetabolicMetabolic DiseasesMethaqualoneMitochondriaMitochondrial ProteinsModificationMolecularMusNuclearObesityOrganismOxidation-ReductionPathologicPhenocopyPhosphotransferasesPost-Translational Protein ProcessingProcessProductionProteinsProteomeProteomicsRegulationResearchRespirationRoleSignal TransductionSiteSystemTestingThermogenesisUbiquitinUbiquitin Like ProteinsUbiquitinationUp-Regulationenergy balanceimprovedinsightkinase inhibitormitochondrial dysfunctionnovelpharmacologicubiquitin ligaseubiquitin-protein ligase
项目摘要
Project Summary
Metabolic health depends on the maintenance of normal mass and function of adipose tissue (AT).
Accumulation of excess body fat or pathological loss of AT is associated with insulin resistance and
cardiometabolic diseases. White AT (WAT) and brown AT (BAT) act together to maintain a balance between fat
accumulation and energy expenditure. Upstream players that regulate WAT and BAT maintenance remain less
characterized. Ubiquitin (Ub) and Ub-like proteins modify diverse protein substrates and expand the functional
diversity of the proteome. However, the functional role of NEDD8, a novel Ub-like protein that has the highest
homology with Ub, remains poorly understood in the adipose tissue. Neddylation covalently attaches NEDD8 to
target proteins via NEDD8-specific E1-E2-E3 enzymes. Induced adipose deletion of NAE1 (a regulatory subunit
of the NEDD8 E1 enzyme) in mice resulted in loss of adipose tissue potentially through mitochondrial dysfunction
and inflammation. Pharmacological inhibition of neddylation promoted mitochondrial ROS production and
impaired mitochondrial function in mature adipocytes. Interestingly, AT-specific loss of CUL3 (a bona fide
neddylation target) largely phenocopied neddylation deficiency-induced AT loss, and neddylation dominantly
targets CUL3 to modulate mitochondrial function and adipocyte turnover. In BAT, neddylation deficiency causes
BAT atrophy and activation of non-canonical NF-κB signaling. These compelling preliminary data form the basis
of our central hypothesis that neddylation is required for mature white and brown adipose tissue
maintenance through regulation of CUL3-mediated mitochondrial function and/or non-canonical NF-κB
pro-inflammatory signaling. Aim 1 will establish the significance and identify the proteome of neddylation in
regulating mitochondrial dysfunction, adipose tissue remodeling and thus energy balance and adaptive
thermogenesis. Aim 2 will dissect the molecular basis by which neddylation targets a novel mitochondrial
targeted CUL3 E3 Ub ligase to mediate adipocyte mitochondrial activity and turnover thus energy balance. Aim
3 will elucidate a newly identified neddylation target in mediating non-canonical NF-κB signaling to accelerate
brown adipocyte inflammation and turnover. Our proposed study will provide the most in-depth analysis of
neddylation as a hitherto novel post-translational modification essential for both mature white and brown adipose
tissue maintenance. We expect that new findings from this proposal will provide novel insights into our
understanding of the pathophysiology of adipose tissue and its implications on obesity/ lipodystrophy and its
associated metabolic disorders.
项目概要
代谢健康取决于脂肪组织(AT)正常质量和功能的维持。
体内过多脂肪的积累或 AT 的病理性损失与胰岛素抵抗和
白色 AT (WAT) 和棕色 AT (BAT) 共同作用以维持脂肪之间的平衡。
监管 WAT 和 BAT 维护的上游参与者仍然较少。
泛素 (Ub) 和 Ub 样蛋白修饰不同的蛋白质底物并扩展功能。
然而,NEDD8(一种新型 Ub 样蛋白)的功能作用最高。
Neddylation 与 Ub 的同源性在脂肪组织中仍知之甚少。
通过 NEDD8 特异性 E1-E2-E3 酶诱导 NAE1(调节亚基)的脂肪缺失。
NEDD8 E1 酶)在小鼠体内可能通过线粒体功能障碍导致脂肪组织损失
neddylation 的药理抑制促进线粒体 ROS 的产生和炎症。
成熟脂肪细胞中线粒体功能受损。
neddylation 目标)很大程度上是表型复制的 neddylation 缺陷引起的 AT 丢失,并且 neddylation 占主导地位
靶向 CUL3 调节线粒体功能和脂肪细胞更新 在 BAT 中,neddylation 缺陷会导致。
BAT 萎缩和非规范 NF-κB 信号传导的激活这些令人信服的初步数据构成了基础。
我们的中心假设是成熟的白色和棕色脂肪组织需要neddylation
通过调节 CUL3 介导的线粒体功能和/或非经典 NF-κB 来维持
目标 1 将确定 neddylation 的重要性并鉴定其蛋白质组。
调节线粒体功能障碍、脂肪组织重塑,从而调节能量平衡和适应性
目标 2 将剖析 neddylation 靶向新型线粒体的分子基础。
靶向 CUL3 E3 Ub 连接酶介导脂肪细胞线粒体活性和周转,从而实现能量平衡。
3 将阐明新发现的 neddylation 靶标,该靶标可介导非经典 NF-κB 信号传导,以加速
我们提出的研究将为棕色脂肪细胞炎症和周转提供最深入的分析。
neddylation 作为迄今为止新颖的翻译后修饰,对于成熟的白色和棕色脂肪都至关重要
我们期望该提案的新发现将为我们提供新的见解。
了解脂肪组织的病理生理学及其对肥胖/脂肪营养不良及其影响
相关的代谢紊乱。
项目成果
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