Selektivní NMR značení jako nástroj pro charakterizaci proteinových komplexů zapojených do neurodegenerativních onemocnění
- Kód projektu
- LTAUSA18168
- Období řešení
- 1/2019 - 12/2022
- Investor / Programový rámec / typ projektu
-
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR
- INTER-EXCELLENCE
- INTER-ACTION
- Fakulta / Pracoviště MU
- Středoevropský technologický institut
Předložený projekt je zaměřen na rozvoj spolupráce mezi skupinou Struktury a Dynamiky Proteinů CEITEC MU v Brně a americkým partnerem, strukturně-biologickou skupinou na University of Pittsburgh. Cílem plánované vědecké spolupráce je výměna unikátních NMR metodologických postupů mezi skupinami a jejich následná aplikace při detailní charakterizaci proteinů a jejich komplexů, které se podílí na závažných, zejména neurodegenerativních, onemocněních.
Objektem studia předkládaného projektu jsou proteiny asociované s mikrotubuly: MAP2c a tau protein, které regulují stabilitu (polymeraci a rozpad) mikrotubulů nezbytných pro správnou funkci cytoskeletu nervových buněk. MAP2c a tau jsou sekvenčně a funkčně podobné, vnitřně neuspořádané, proteiny o velikosti přibližně 50 kDa. Liší se lokalizací a expresí během vývoje nervových buněk, tau se nachází v axonu, MAP2c v dendritech. Patologické změny u tau proteinu mohou vést až ke vzniku Alzheimerovy choroby.
Cílem tohoto projektu je studovat konformační změny tau a MAP2c proteinu během formování oligomerů, které se následně uspořádávají do fibrilárních struktur. Zatímco se v posledních letech podařilo detailněji charakterizovat monomerní i fibrilární (charakteristický pro pacienty s Alzheimerovou chorobou) stav tau proteinu , přechod od monomerů k oligomerům zůstává dosud neobjasněn. Právě tyto oligomerní formy tau proteinu jsou přitom považovány za vůbec nejtoxičtější varianty při iniciaci Alzheimerovy choroby.
Naše vědecká skupina má bohaté zkušenosti s NMR charakterizací monomerů homologního MAP2c proteinu pomocí metod neuniformního vzorkování. Tyto metody ovšem při charakterizaci oligomerních stavů naráží na své hranice kvůli komplexnosti NMR spekter. Tento limitující faktor je možné z velké části překonat použitím selektivního izotopového značení proteinů, které výrazně zjednodušuje analýzu spekter. Skupina prof. Angely Gronenborn se v poslední době výrazně podílí na rozvoji selektivního značení jednotlivých aminokyselin izotopem 19F a vývojem sady NMR metodologií, které využívají takto značené vzorky pro charakterizaci proteinových komplexů hrajících klíčovou roli u viru HIV. Tyto metody budou na straně českého partnera implementovány pro studium konformačních změn tau a MAP2c proteinů, které vedou k oligomerizaci.
Publikace
Počet publikací: 20
2022
-
19F labelling of disordered and hybrid proteins for 19F NMR spectroscopy
Rok: 2022, druh: Konferenční abstrakty
-
19F Trp labelling as a selective probe into the dimeric interface
Rok: 2022, druh: Konferenční abstrakty
-
Binding and inhibitory effect of ravidasvir on 3CLpro of SARS-CoV-2: a molecular docking, molecular dynamics and MM/PBSA approach
Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, rok: 2022, DOI
-
Describing 14-3-3 dimerization: tools to obtain KD
Rok: 2022, druh: Konferenční abstrakty
-
From nano- to milimolar: dimerization dissociation constant determination
Rok: 2022, druh: Konferenční abstrakty
-
Impact of Phosphorylation for Tau210-240 Peptide and Interaction of Small Molecules and 14-3-3ζ Protein Studies Using Computational Methods
Rok: 2022, druh: Další prezentace na konferencích
-
Quantitation of Human 14-3-3ζ Dimerization and the Effect of Phosphorylation on Dimer-monomer Equilibria
Journal of Molecular Biology, rok: 2022, ročník: 434, vydání: 7, DOI
2021
-
14-3-3ζ phosphomimicking mutants: an alternative to phosphorylation?
Študentská vedecká konferencia PriF UK 2021: zborník recenzovaných príspevkov, rok: 2021
-
19F labelling of 14-3-3ζ recombinant protein for 19F NMR spectroscopy
Rok: 2021, druh: Konferenční abstrakty
-
An in silico molecular dynamics simulation study on the inhibitors of SARS-CoV-2 proteases (3CLpro and PLpro) to combat COVID-19
Molecular Simulation, rok: 2021, ročník: 47, vydání: 14, DOI