Mechanochemistry of myosin mutations that cause cardiomyopathy
导致心肌病的肌球蛋白突变的机械化学
基本信息
- 批准号:10624860
- 负责人:
- 金额:$ 53.06万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-06-01 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:ATP phosphohydrolaseActinsAffectAmino Acid SequenceArchitectureBiochemicalBiological AssayBuffersCalciumCardiacCardiac MyocytesCardiac MyosinsCardiomyopathiesContractile ProteinsContractile SystemDNADNA Sequence AlterationDependenceDilated CardiomyopathyDiseaseEFRACElectrophysiology (science)EtiologyFibrosisFilamentGene MutationGene ProteinsGenerationsGeneticGoalsHeartHeart DiseasesHumanHypertrophic CardiomyopathyImpairmentIn VitroKineticsLeadLeft Ventricular HypertrophyMeasuresMechanicsMicrofilamentsMicrofluidicsModelingMolecularMotorMotor ActivityMuscleMuscle CellsMutateMutationMyocardiumMyofibrilsMyopathyMyosin ATPaseNonmuscle Myosin Type IIAOutcomeOutputPerformancePersonsPharmaceutical PreparationsProductionProteinsRegulationResearchSamplingSarcomeresSignal TransductionSymptomsSystemTechniquesTestingThin FilamentThinnessTimeTissuesVentriculararmbeta-Myosinbiophysical techniquescell motilityexperimental studygain of functioninterstitialloss of functionloss of function mutationmutantnanomachineoptic trapoptical trapspreservationpreventsingle moleculesudden cardiac deaththerapy design
项目摘要
Project Summary
Hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is a prevalent genetic cardiac disease affecting 1 in every 300-500 people.
The disease is characterized by left ventricular hypertrophy, cardiomyocyte disarray, and interstitial fibrosis
resulting in impaired diastolic function often with preserved or enhances systolic function. Dilated
cardiomyopathy (DCM) has a similar occurrence and is characterized by thinning of one or both ventricular walls
producing insufficient systolic function and diminished ejection fraction, hallmarks of a failing heart. Genetic
mutations in sarcomere proteins have been identified to be associated with HCM and DCM, with mutations in -
cardiac myosin (MYH7) strongly implicated as drivers of both conditions. A widely cited model relating myosin
function to disease proposes that HCM arises from myosin mutations that enhance activity yielding
hypercontractile myocytes, whereas DCM arises from loss-of-function mutations that diminish activity yielding
hypo-contractility. Contractile abnormalities are proposed to be due to MYH7 gene mutations that affect ATPase
activity, velocity, force production, the number or availability of motor domains, and thin filament activation. These
molecular changes ultimately affect power output in a manner that impacts tissue architecture,
electrophysiological signaling, and cardiac performance. Emerging research has provided examples that do not
fit clearly into the prevailing model. For example, HCM mutations with decreased activity have been described
in molecular assays and at the level of isolated myofibrils. To delineate the mechanisms by which myosin
mutations lead to HCM and DCM, it is important to determine how changes in protein sequence lead to changes
in activity at both the molecular and ensemble levels. We selected specific HCM and DCM mutations that are
predicted to affect the mechanochemistry of the myosin motor. Our goal is to determine the effect of these
mutations on myosin activity, and to test whether the HCM gain-of-function and DCM loss-of-function paradigm
holds. We will utilize biochemical and biophysical approaches to assess the effect of mutations on the activity of
single motors and regulated filament assemblies. Aim 1 will determine the biochemical and mechanical effects
of key HCM and DCM mutations in human β-cardiac myosin. We will measure the ensemble kinetics and motility
using biochemical and gliding assays. Changes in unitary forces, step-size, and force dependent kinetic steps
will be measured using single molecule optical-trapping. Aim 2 will determine the effect of HCM/DCM mutations
on heterogenous myosin assembles and thin filament activation. We will examine the effect the regulation of
single molecules within a regulated system, and we will construct a myosin nanomachine using DNA origami
that mimics cardiac muscle. We will use regulated thin filaments and myofilaments containing defined ratios of
WT and mutant myosin. We expect that our approach will result in an unprecedented understanding of the
underlying etiology of HCM and DCM.
项目概要
肥厚型心肌病 (HCM) 是一种流行的遗传性心脏病,每 300-500 人中就有 1 人受影响。
该疾病的特点是左心室肥厚、心肌细胞紊乱和间质纤维化
导致舒张功能受损,但收缩功能得以保留或增强。
心肌病 (DCM) 也有类似的情况,其特征是一侧或两侧心室壁变薄
产生收缩功能不足和射血分数降低,这是心脏衰竭的标志。
肌节蛋白突变已被确定与 HCM 和 DCM 相关,其中 -
心肌肌球蛋白 (MYH7) 与这两种疾病密切相关,是一种被广泛引用的与肌球蛋白相关的模型。
疾病功能表明 HCM 源于肌球蛋白突变,增强了活性产生
过度收缩的肌细胞,而 DCM 是由功能丧失突变引起的,该突变会减少活性产生
收缩力异常被认为是由于影响 ATP 酶的 MYH7 基因突变所致。
活动、速度、力的产生、运动域的数量或可用性以及细丝激活。
分子变化最终会以影响组织结构的方式影响功率输出,
电生理信号和心脏性能的新兴研究提供了一些例子。
例如,已经描述了活性降低的 HCM 突变。
在分子测定和分离的肌原纤维水平上描述肌球蛋白的机制。
突变导致HCM和DCM,确定蛋白质序列的变化如何导致变化很重要
我们选择了特定的 HCM 和 DCM 突变。
预计会影响肌球蛋白运动的机械化学。我们的目标是确定这些的影响。
肌球蛋白活性突变,并测试 HCM 功能获得和 DCM 功能丧失范式是否成立
我们将利用生物化学和生物物理方法来评估突变对活性的影响。
目标 1 将确定单电机和受控灯丝组件的生化和机械效应。
我们将测量人类 β-心肌肌球蛋白中关键 HCM 和 DCM 突变的整体动力学和运动性。
使用生化和滑动分析来改变单一力、步长和力依赖性动力学步骤。
将使用单分子光学捕获进行测量,目标 2 将确定 HCM/DCM 突变的影响。
我们将检查异质肌球蛋白组装和细丝激活的调节作用。
调节系统内的单分子,我们将使用 DNA 折纸构建肌球蛋白纳米机器
我们将使用含有规定比例的调节细丝和肌丝。
我们期望我们的方法将对 WT 和突变肌球蛋白产生前所未有的理解。
HCM 和 DCM 的根本病因学。
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 }}
YALE E GOLDMAN其他文献
YALE E GOLDMAN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('YALE E GOLDMAN', 18)}}的其他基金
Mechanochemistry of myosin mutations that cause cardiomyopathy
导致心肌病的肌球蛋白突变的机械化学
- 批准号:
10230396 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Mechanochemistry of myosin mutations that cause cardiomyopathy
导致心肌病的肌球蛋白突变的机械化学
- 批准号:
10413088 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Structural Dynamics of Molecular Motors and the Ribosome
分子马达和核糖体的结构动力学
- 批准号:
9566213 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Structural Dynamics of Molecular Motors and the Ribosome
分子马达和核糖体的结构动力学
- 批准号:
10469325 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Structural Dynamics of Molecular Motors and the Ribosome
分子马达和核糖体的结构动力学
- 批准号:
10620793 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
"Structural Dynamics of Molecular Motors and the Ribosome" The studies proposed will give basic information on gene expression, cellular development, and transport motor function in cell biology.
“分子马达和核糖体的结构动力学” 拟议的研究将提供细胞生物学中基因表达、细胞发育和运输马达功能的基本信息。
- 批准号:
10988683 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Structural Dynamics of Molecular Motors and the Ribosome
分子马达和核糖体的结构动力学
- 批准号:
9315836 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Structural Dynamics of Molecular Motors and the Ribosome
分子马达和核糖体的结构动力学
- 批准号:
10166635 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Regulations and Interactions amoung Molecular Motors
分子马达之间的调节和相互作用
- 批准号:
7691972 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
相似国自然基金
生长发育期镧暴露影响钙信号与血脑屏障细胞旁通透性的研究
- 批准号:81502837
- 批准年份:2015
- 资助金额:18.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
抑制LIMK2从而直接特异性地提高成骨细胞的力学敏感性对加速骨改建进程的影响及其分子机制的研究
- 批准号:81570955
- 批准年份:2015
- 资助金额:57.0 万元
- 项目类别:面上项目
从肌动蛋白骨架重排探讨益气清热解毒法对肾小球足细胞损伤的影响
- 批准号:81473614
- 批准年份:2014
- 资助金额:74.0 万元
- 项目类别:面上项目
组蛋白乙酰化酶抑制物(INHAT)SET对食管癌细胞"间充质式迁移"的影响及机制研究
- 批准号:U1404817
- 批准年份:2014
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:联合基金项目
ATP水解机理对肌动蛋白组装成纤维过程的影响
- 批准号:21274038
- 批准年份:2012
- 资助金额:82.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Blunting of the Myofilament Beta-Adrenergic Response in HCM: Structural-Dynamic Mechanisms
HCM 中肌丝 β 肾上腺素反应的钝化:结构动力学机制
- 批准号:
10748921 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Host Ca2+, actin, and ATP production in rickettsia-endothelial cell dysfunction
立克次体内皮细胞功能障碍中宿主 Ca2、肌动蛋白和 ATP 的产生
- 批准号:
10509838 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Host Ca2+, actin, and ATP production in rickettsia-endothelial cell dysfunction
立克次体内皮细胞功能障碍中宿主 Ca2、肌动蛋白和 ATP 的产生
- 批准号:
10659249 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Mechanochemistry of myosin mutations that cause cardiomyopathy
导致心肌病的肌球蛋白突变的机械化学
- 批准号:
10230396 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别:
Post translational modifications tune cardiac myosin
翻译后修饰调节心肌肌球蛋白
- 批准号:
10291447 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 53.06万 - 项目类别: