Branched chain acyl-CoA metabolism and disease

支链酰基辅酶A代谢与疾病

基本信息

  • 批准号:
    9308948
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46.61万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-07-01 至 2020-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Defects in the catabolism of branched chain amino acids cause 13 metabolic disorders Yet essentially nothing is known about the physical parameters defining the BCAA metabolon, or the relationship of its disruption to human disease. My lab has defined many of the genes encoding these proteins, and characterized their enzymatic function and the disorders associated with their deficiency. Recently, variants in the ACAD10 gene have been shown to be associated with a risk for development of type 2 diabetes mellitus (T2DM) in Pima Indians, but the mechanism of this risk has not been elucidated. To examine the role of ACAD10 in the development of T2DM, we generated a knock out mouse model. Strikingly, deficient animals gained excessive weight and became insulin resistant. The long-range goal of this project is to characterize the metabolism of branched chain acyl-CoAs and to identify the consequences of its failure in humans. This renewal application has three specific aims. Specific Aim 1 is to examine the mitochondrial architecture of branched chain amino acid metabolism. I hypothesize that the proteins responsible for branched chain amino acid metabolism form a functional complex within mitochondria. Specific Aim 1a is to use immuno- and cryo-electronmicroscopy to visualize the BCAA metabolic complex. Specific Aim 1b will employ co-immunoprecipitation with and without chemical crosslinking to identify binding partners in the BCAA metabolic complex. I predict that the branched chain specific ACADs will interact tightly with the branched chain keto-acid dehydrogenase to form the core of the BCAA metabolic complex. Specific Aim 1c is to examine disruption of the BCAA complex in genetic disorders of of the ACADs. I hypothesize that differential effects caused by the mutations in the various genes are responsible for the broad array of clinical symptoms seen in these disease. Specific Aim 2 is to demonstrate metabolic channeling of branched chain amino acid substrates in normal cells and those deficient in the branched chain specific ACADs. Specific Aim 2a is to use of metabolic flux studies to further characterize BCAA metabolism. I predict that propionyl-CoA generated from a labeled odd chain fatty acid will readily enter the TCA cycle while that derived from labeled BCAA will not. Specific Aim 2b is to characterize the flux through BCAA in cells deficient in one of the branched chain ACADs. I predict that flux of ILE and VAL metabolites through intact pathways in SBCAD and IBDH deficient cell lines will exceed that of leucine metabolites in IVDH cell lines. Specific Aim 3 is to characterize the mechanisms for the development of T2DM in ACAD10 deficient mice. Specific Aim 3a is to characterize the enzymatic function of ACAD10. I propose to perform expanded directed metabolomics studies on various tissues from ACAD10 mice to identify candidate substrates for the enzyme. Specific Aim 3b is to characterize the glucose insulin axis in ACAD10 deficient mice. These experiments will allow a better understanding of the mechanisms that define clinical risk in defects of these enzymes.
支链氨基酸分解代谢缺陷会导致 13 种代谢紊乱 但本质上什么都没有 了解定义 BCAA 代谢的物理参数,或其破坏与 人类疾病。我的实验室已经定义了许多编码这些蛋白质的基因,并表征了它们的特征 酶的功能以及与其缺乏相关的疾病。最近,ACAD10 基因的变异 已被证明与皮马人患 2 型糖尿病 (T2DM) 的风险相关 印度人,但这种风险的机制尚未阐明。检验 ACAD10 在 T2DM 的发展,我们生成了敲除小鼠模型。引人注目的是,缺乏营养的动物却获得了过多的营养。 体重增加并产生胰岛素抵抗。该项目的长期目标是表征 支链酰基辅酶A并确定其在人类中失败的后果。本次续签申请 具有三个具体目标。具体目标 1 是检查支链氨基的线粒体结构 酸代谢。我假设负责支链氨基酸代谢的蛋白质形成 线粒体内的功能复合物。具体目标 1a 是使用免疫和冷冻电子显微镜 可视化 BCAA 代谢复合物。具体目标 1b 将采用免疫共沉淀,有或没有 化学交联以识别支链氨基酸代谢复合物中的结合伙伴。我预测分支 链特异性 ACAD 将与支链酮酸脱氢酶紧密相互作用,形成支链酮酸脱氢酶的核心 支链氨基酸代谢复合物。具体目标 1c 是检查遗传中 BCAA 复合物的破坏 ACAD 疾病。我假设不同基因的突变引起的差异效应 是导致这些疾病中出现的广泛临床症状的原因。具体目标 2 是 证明正常细胞和缺陷细胞中支链氨基酸底物的代谢通道 在支链特定的 ACAD 中。具体目标 2a 是利用代谢流研究进一步 表征 BCAA 代谢。我预测由标记的奇数链脂肪酸生成的丙酰辅酶A将 很容易进入 TCA 循环,而来自标记的 BCAA 则不会。具体目标 2b 是表征 缺乏支链 ACAD 之一的细胞中通过 BCAA 的通量。我预测 ILE 和 VAL 的通量 SBCAD 和 IBDH 缺陷细胞系中通过完整途径的代谢物将超过亮氨酸 IVDH 细胞系中的代谢物。具体目标 3 是描述 T2DM 发展的机制 在 ACAD10 缺陷小鼠中。具体目标 3a 是表征 ACAD10 的酶功能。我建议 对 ACAD10 小鼠的各种组织进行扩展定向代谢组学研究,以确定候选者 酶的底物。具体目标 3b 是表征 ACAD10 缺陷中的葡萄糖胰岛素轴 老鼠。这些实验将有助于更好地理解定义缺陷临床风险的机制 这些酶。

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 }}

GERARD VOCKLEY其他文献

GERARD VOCKLEY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('GERARD VOCKLEY', 18)}}的其他基金

Use of a home phenylalanine meter to help manage PKU
使用家用苯丙氨酸测定仪帮助管理 PKU
  • 批准号:
    9728066
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Characterization of Branched Chain Amino Acid Metabolism and Its Deficiency
支链氨基酸代谢的表征及其不足
  • 批准号:
    10598155
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Branched chain acyl-CoA metabolism and disease
支链酰基辅酶A代谢与疾病
  • 批准号:
    9130361
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Characterization of Branched Chain Amino Acid Metabolism and Its Deficiency
支链氨基酸代谢的表征及其不足
  • 批准号:
    10356082
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Inborn Errors of Long Chain Fat Metabolism
长链脂肪代谢先天性错误
  • 批准号:
    7810760
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Inborn Errors of Long Chain Fat Metabolism
长链脂肪代谢先天性错误
  • 批准号:
    7595857
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Inborn Errors of Long Chain Fat Metabolism
长链脂肪代谢先天性错误
  • 批准号:
    8047953
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Inborn Errors of Long Chain Fat Metabolism
长链脂肪代谢先天性错误
  • 批准号:
    7816624
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Inborn Errors of Long Chain Fat Metabolism
长链脂肪代谢先天性错误
  • 批准号:
    8485595
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Inborn Errors of Long Chain Fat Metabolism
长链脂肪代谢先天性错误
  • 批准号:
    9102309
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:

相似国自然基金

母乳低聚糖调控动物双歧杆菌F1-7代谢芳香氨基酸机制的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
泌乳反刍动物主要组织器官AA代谢调控途径与机制研究
  • 批准号:
    31772623
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氨基酸转运体CD98/LAT1维持mTORC1低水平在调控中枢神经系统胶质瘤肿瘤干细胞干性上的意义和机制
  • 批准号:
    81702939
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
溶质载体SLC38A3通过mTOR信号促进非小细胞肺癌的转移
  • 批准号:
    81602509
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
氨基酸代谢在银屑病mTOR-HIF-1α通路调控异常中的机制研究
  • 批准号:
    81673056
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

ACADSB-dependent skeletal muscle gene expression in relation to cardiorespiratory fitness
ACADSB 依赖性骨骼肌基因表达与心肺健康的关系
  • 批准号:
    10453441
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
ACADSB-dependent skeletal muscle gene expression in relation to cardiorespiratory fitness
ACADSB 依赖性骨骼肌基因表达与心肺健康的关系
  • 批准号:
    10311258
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Coenzyme A replenishment as a therapeutic strategy for inborn errors of metabolism
补充辅酶 A 作为先天性代谢缺陷的治疗策略
  • 批准号:
    9243829
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Branched chain acyl-CoA metabolism and disease
支链酰基辅酶A代谢与疾病
  • 批准号:
    9130361
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
Stable Isotope & Metabolomics Core
稳定同位素
  • 批准号:
    8872950
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 46.61万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了