利用功能化基因组学去理解GPI锚定蛋白的生物合成
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31400693
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C0506.糖、脂生物化学
- 结题年份:2017
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:冯诗倪; 柳艺石; 荣瑶;
- 关键词:
项目摘要
Glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchoring of proteins is a conserved post-translational modification in eukaryotes. In mammalian cells, 100 or more proteins are modified by GPI. It is synthesized and transferred to proteins in the endoplasmic reticulum (ER). Phosphatidylinositol is sequentially modified by sugars, a fatty acid and phospho-ethanolamines to generate the complete GPI precursor that is transferred to proteins. GPI-anchored proteins are then transported from the ER to the plasma membrane through the Golgi apparatus. During their transport, the structure of the GPI-anchor is remodeled, which regulates the trafficking and localization of GPI-anchored proteins. To date, more than 25 genes have been shown to be involved in this biosynthetic pathway. Uncovering the biogenesis of GPI is critical to understand the physiological and pathological roles of GPI-anchoring.. In this research proposal, we try to reveal factors required for biosynthesis and transport of glycolipid-modified proteins, named GPI-anchored proteins using a comprehensive forward genetic screening. By combining novel screening methods using “haploid mammalian cells” and “gene-trapping method”, mutant cells defective in biosynthesis and transport of GPI-anchored proteins are enriched. The mutagenized sites from mutant cell populations are then comprehensively identified by “next generation sequencers”. The novel genes listed up from the screening are further confirmed by biochemical and cell biological analysis. Using a series of genome-wide screening, the biological and medical significances of GPI-anchoring of proteins will be clarified.
蛋白质糖基磷脂酰肌醇(GPI)修饰是在真核细胞中高度保守的翻译后修饰过程。哺乳动物细胞中有超过100种的蛋白质都被GPI修饰。GPI在内质网中合成并转移到蛋白质上。磷脂酰肌醇逐步被糖、脂肪酸和磷酸乙醇胺修饰后生成完整的GPI前体并转移到蛋白质上,然后经过高尔基体,从内质网转移到细胞膜上。在转运过程中,GPI进行了重构,从而来调节GPI锚定蛋白的运输和定位。目前有超过25种参与该过程的基因得到了鉴定。揭示GPI锚定蛋白的生物合成过程具有重要的生理医学意义。在本项目中,我们拟利用一种新的基因筛选方法,探寻与GPI锚定蛋白生物合成和转运相关的因素。拟结合 “单倍体动物细胞”和“基因捕获技术”,筛选并富集GPI锚定蛋白合成和转运过程发生突变的细胞。通过“新一代细胞测序技术”对突变细胞进行基因组测序,并对寻找到的基因做进一步分析。运用一系列全基因组技术,揭示对蛋白质的GPI锚定所具有的生理医学意义。
结项摘要
糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚修饰是一种保守于真核生物的蛋白质翻译后修饰。哺乳动物中超过150种蛋白被GPI修饰。GPI在内质网中合成并转移到蛋白质上。内质网中合成好的GPI锚定蛋白经由高尔基体转运到细胞膜表明,在这个过程中GPI的结构会发生重构。在这个项目中,我们试图鉴定出参与GPI锚定蛋白合成和转运的蛋白因子。为此,我们建立了一个基于单倍体哺乳动物细胞,基因诱捕和下一代基因测序技术的综合筛选系统。利用该系统我们筛选到了23个参与GPI合成的基因(PLoS ONE (2015)),证明该系统的高效性和可靠性。之后,利用该系统又进行了GPI锚定蛋白转运和质量控制调控因子的筛选,发现高尔基体相关逆转运蛋白(GARP)复合物介导GPI锚定蛋白的高尔基体逆转运(Mol. Biol. Cell (2015))。除此之外还发现蛋白质的N连接糖基化修饰调节GPI的结构重组(J. Cell Biol. (2017))。这些结果再次表明该系统具有很高的实用性。利用该系统我们可以研究其它生化过程。在该项目中,我们鉴定了很多参与GPI锚定蛋白合成和转运的蛋白因子,之后会进一步研究这些因子在GPI合成过程中的具体功能和生物学机制。这个项目中建立的系统和研究方法不仅可以应用到GPI合成的研究中,还可以用来研究其他细胞代谢过程,这都将会加速对细胞生物学机制的研究。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Graphene oxide-chitosan nanocomposites for intracellular delivery of immunostimulatory CpG oligodeoxynucleotides
氧化石墨烯-壳聚糖纳米复合材料用于细胞内递送免疫刺激性 CpG 寡脱氧核苷酸
- DOI:10.1016/j.msec.2016.12.072
- 发表时间:2017
- 期刊:Mater Sci Eng C Mater Biol Appl
- 影响因子:--
- 作者:Zhang H.;Yan T.;Xu S.;Feng S.;Huang D.;Fujita M.;Gao X. D.
- 通讯作者:Gao X. D.
Genome-Wide Screening of Genes Required for Glycosylphosphatidylinositol Biosynthesis.
糖基磷脂酰肌醇生物合成所需基因的全基因组筛选。
- DOI:10.1371/journal.pone.0138553
- 发表时间:2015
- 期刊:PLos One
- 影响因子:3.7
- 作者:Rong Yao;Nakamura Shota;Hirata Tetsuya;Motooka Daisuke;Liu Yi-Shi;He Zeng-An;Gao Xiao-Dong;Maeda Yusuke;Kinoshita Taroh;Fujita Morihisa
- 通讯作者:Fujita Morihisa
N-Glycan dependent protein folding and ER retention regulates GPI-anchor processing.
N-聚糖依赖性蛋白质折叠和 ER 保留调节 GPI 锚定加工。
- DOI:10.1083/jcb.201706135
- 发表时间:2017
- 期刊:The Journal of Cell Biology
- 影响因子:--
- 作者:Yi-Shi Liu;Xin-Yu Guo;Tetsuya Hirata;Yao Rong;Daisuke Motooka;Toshihiko Kitajima;Yoshiko Murakami;Xiao-Dong Gao;Shota Nakamura;Taoh Kinoshita;Morihisa Fujita
- 通讯作者:Morihisa Fujita
Biosynthesis of GPI-anchored proteins: special emphasis on GPI lipid remodeling
GPI锚定蛋白的生物合成:特别强调GPI脂质重塑
- DOI:10.1194/jlr.r063313
- 发表时间:2016
- 期刊:J Lipid Res
- 影响因子:6.5
- 作者:Kinoshita T.;Fujita M.
- 通讯作者:Fujita M.
A GPI processing phospholipase A2, PGAP6, modulates Nodal signaling in embryos by shedding CRIPTO
GPI 处理磷脂酶 A2、PGAP6,通过脱落 CRIPTO 调节胚胎中的 Nodal 信号传导
- DOI:10.1083/jcb.201605121
- 发表时间:2016
- 期刊:J Cell Biol
- 影响因子:7.8
- 作者:Lee G. H.;Fujita M.;Takaoka K.;Murakami Y.;Fujihara Y.;Kanzawa N.;Murakami K. I.;Kajikawa E.;Takada Y.;Saito K.;Ikawa M.;Hamada H.;Maeda Y.;Kinoshita T.
- 通讯作者:Kinoshita T.
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其他文献
GARP複合体を介したエンドソーム-TGN間の逆行輸送はゴルジ体以降の順行輸送や糖鎖修飾に必要である
内体和 TGN 之间通过 GARP 复合体的逆行运输对于高尔基体之外的顺行运输和糖基化是必要的
- DOI:--
- 发表时间:2014
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- 影响因子:--
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- 发表时间:2021
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- DOI:--
- 发表时间:2010
- 期刊:
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- 作者:藤田盛久
- 通讯作者:藤田盛久
GPI-glycan remodeling by PGAP5 regulates transport of GPI-anchored proteins from the ER
PGAP5 进行的 GPI-聚糖重塑调节 GPI 锚定蛋白从 ER 的转运
- DOI:--
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:藤田盛久
- 通讯作者:藤田盛久
細胞工学Vol.30:生体膜ダイナミクスにおけるGPIアンカーの機能
细胞工程第 30 卷:GPI 锚在生物膜动力学中的功能
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- 发表时间:2011
- 期刊:
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- 作者:藤田盛久
- 通讯作者:藤田盛久
其他文献
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