Mechanism of Divalent Metal Transport by Nramp-Family Transporters

Nramp 家族转运蛋白的二价金属转运机制

基本信息

  • 批准号:
    10796344
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-01-01 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY - Mechanism of Divalent Metal Transport by Nramp-Family Transporters Background: Metals like iron and manganese are essential to many physiological processes including oxygen transport and energy metabolism. But excess or deficiency of these ions leads to health issues—including anemia, hemochromatosis and immune or neurological disorders— and their physiological levels are thus tightly regulated. Nramps (natural resistance-associated macrophage proteins) are symporters that import metal ions and protons into cells, and thus are crucial to maintaining transition metal homeostasis. However, the mechanism of coupling between metal ions and protons is unclear. Structures of bacterial Nramps revealed the binding site for the transition metal ion substrate and a proton pathway formed by a polar residue network in the protein scaffold. Furthermore, evidence is emerging that distant Nramp homologs have variations of the metal-binding sequence motifs and transport other metals like Al3+ and Mg2+. Proposed Research: Our goal is two-fold: (i) develop an atomic-level biophysical understanding of the canonical mechanistic features shared by most eukaryotic and bacterial Nramps; and (ii) contrast these features to those in more distant Nramp-like homologs. We combine sequence bioinformatics and other computational approaches with structural and biochemical analyses. In Aim 1, we investigate canonical features of Nramp transporters using a well-established bacterial Nramp model system. We will determine (1a) the metal ion coordination geometry and affinity and selectivity determinants, (1b) whether proton transport is thermodynamically coupled to metal transport, and (1c) how protonation states of the protein alter conformational dynamics. In Aim 2, we investigate divergent Nramp homologs with noncanonical metal-binding and proton-pathway sequence motifs. We examine how these sequence changes affect (2a) proton transport, (2b) metal selectivity, and (2c) metal coordination geometries. Our two aims synergize to provide in- depth biophysical mechanisms and a broad perspective of this important family of transporters. Impact: Both bacterial and mammalian Nramps impact human health. In bacteria, Nramps help commensal microbes acquire essential transition metals and promote colonization by pathogens. Human Nramps are essential for immunity to intracellular pathogens, liver and blood homeostasis, and brain function. This research on metal ion transport by Nramps provides the biochemical and biophysical grounding necessary to explain their essential role in metal homeostasis at the cellular and organismal level. This knowledge could lead to better therapies for metal-related diseases including anemia, hemochromatosis, and many immune and neurological disorders.
项目摘要 - Nramp 家族转运蛋白的二价金属转运机制 背景:铁和锰等金属对于许多生理过程至关重要 包括氧气运输和能量代谢,但这些离子过多或缺乏会导致。 健康问题——包括贫血、血色素沉着症和免疫或神经系统疾病—— 因此,它们的生理水平受到严格调节 Nramps(与自然抵抗力相关)。 巨噬细胞蛋白)是将金属离子和质子输入细胞的同向转运蛋白,因此 然而,耦合机制对于维持过渡金属稳态至关重要。 金属离子和质子之间的结合尚不清楚。 过渡金属离子底物的位点和由极性残基网络形成的质子路径 此外,越来越多的证据表明,遥远的 Nramp 同源物已经存在。 金属结合序列基序的变化并运输其他金属,如 Al3+ 和 Mg2+。 拟议的研究:我们的目标有两个:(i)发展原子级生物物理理解 大多数真核生物和细菌 Nramps 共有的典型机械特征;以及 (ii) 我们将这些特征与更遥远的类似 Nramp 的同源物进行对比。 生物信息学和其他具有结构和生化分析的计算方法。 目标 1,我们使用成熟的细菌研究 Nramp 转运蛋白的典型特征 我们将确定 (1a) 金属离子配位几何形状和亲和力以及 选择性决定因素,(1b) 质子传输是否与金属热力学耦合 运输,以及 (1c) 蛋白质的质子化状态如何改变构象动力学 在目标 2 中, 我们研究具有非规范金属结合和质子途径的不同 Nramp 同系物 我们研究这些序列变化如何影响 (2a) 质子传输,(2b) 金属选择性和(2c)金属配位几何形状我们的两个目标协同作用以提供in- 深入的生物物理机制和这个重要的转运蛋白家族的广阔视角。 影响:细菌和哺乳动物的 Nramps 都会影响人类健康,而 Nramps 对细菌有帮助。 共生微生物获得必需的过渡金属并促进病原体的定殖。 人类 Nramp 对于细胞内病原体的免疫、肝脏和血液稳态至关重要, Nramps 的金属离子转运研究提供了生化和脑功能。 解释它们在细胞金属稳态中的重要作用所必需的生物物理基础 这些知识可以为金属相关疾病提供更好的治疗方法。 包括贫血、血色素沉着症以及许多免疫和神经系统疾病。

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 }}

RACHELLE GAUDET其他文献

RACHELLE GAUDET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('RACHELLE GAUDET', 18)}}的其他基金

Towards molecular mechanisms of invertebrate Gustatory Receptors
无脊椎动物味觉受体的分子机制
  • 批准号:
    9916651
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Towards molecular mechanisms of invertebrate Gustatory Receptors
无脊椎动物味觉受体的分子机制
  • 批准号:
    10064623
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Mechanism of Divalent Metal Transport by Nramp-Family Transporters
Nramp 家族转运蛋白的二价金属转运机制
  • 批准号:
    10296773
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Mechanism of Divalent Metal Transport by NRamp-Family Transporters
NRamp 家族转运蛋白转运二价金属的机制
  • 批准号:
    9899469
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Mechanism of Divalent Metal Transport by Nramp-Family Transporters
Nramp 家族转运蛋白的二价金属转运机制
  • 批准号:
    10609891
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Mechanism of Divalent Metal Transport by Nramp-Family Transporters
Nramp 家族转运蛋白的二价金属转运机制
  • 批准号:
    10434927
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
STRUCTURE OF A C-TERMINAL PEPTIDE OF TRPV1 BOUND TO CALMODULIN
与钙调蛋白结合的 TRPV1 C 端肽的结构
  • 批准号:
    8361629
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
CRYSTAL STRUCTURES OF N-TERMINAL ECTODOMAINS OF CADHERIN-23
CADHERIN-23 N 端胞外域的晶体结构
  • 批准号:
    8361628
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
STRUCTURE OF A BACTERIAL NRAMP TRANSPORTER
细菌 NRAMP 转运蛋白的结构
  • 批准号:
    8361710
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
UBIQUITIN C-TERMINAL HYDROLASE L3 COMPLEX WITH UBIQUITIN-BASED SUICIDE SUBSTRATE
泛素 C 末端水解酶 L3 复合物与基于泛素的自杀底物
  • 批准号:
    8169223
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:

相似国自然基金

抗原非特异性B细胞进入生发中心并实现亲和力成熟的潜力与调控机制
  • 批准号:
    32370941
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向免疫疗法标志物识别的基于多特征融合的肽与MHC亲和力预测研究
  • 批准号:
    62302277
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于计算生物学技术小分子农兽药残留物驼源单域抗体虚拟筛选与亲和力成熟 -以内蒙古阿拉善双峰驼为例
  • 批准号:
    32360190
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于胞内蛋白亲和力标记策略进行新型抗类风湿性关节炎的选择性OGG1小分子抑制剂的发现
  • 批准号:
    82304698
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向多场景应用的药物-靶标结合亲和力预测研究
  • 批准号:
    62371403
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Small Molecule Therapeutics for Sickle Cell Anemia
镰状细胞性贫血的小分子疗法
  • 批准号:
    10601679
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Role of neuronal hemoglobin in chronic stress-induced mitochondrial adaptation in hippocampal PV interneurons
神经元血红蛋白在海马PV中间神经元慢性应激诱导的线粒体适应中的作用
  • 批准号:
    10667084
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
Identifying Mechanisms Involved in Hydroxyurea-Mediated Reduction in Vaso-occlusive Adhesive Events in Sickle Cell Disease
确定羟基脲介导的镰状细胞病血管闭塞性粘附事件减少机制
  • 批准号:
    10724590
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
The role of ALK4 signaling in skeletal homeostasis and pathogenesis
ALK4 信号传导在骨骼稳态和发病机制中的作用
  • 批准号:
    10607071
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
How SSB Regulates YoaA-chi's Function in DNA Damage Repair
SSB 如何调节 YoaA-chi 的 DNA 损伤修复功能
  • 批准号:
    10684693
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.07万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了