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A general approach for the design of covalent protein proximity inducers

Projektbeschreibung

Die zellulären Prozesse und das therapeutische Potenzial von Protein verstehen

In der chemischen Biologie wurden in den letzten Jahrzehnten Fortschritte erzielt und wirksame Hemmstoffe für wichtige Zielproteine entwickelt, insbesondere für G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR). Der Forschungsschwerpunkt lag jedoch auf Hemmstoffen. Es ist auch wichtig, das Potenzial kleiner Moleküle zu erforschen, Enzyme zu aktivieren, posttranslationale Modifikationen zu verändern oder den oligomeren Zustand des Proteins zu regulieren. Im ERC-finanzierten Projekt CovProximity werden kleine Moleküle genutzt, um biochemische Störungen und posttranslationale Modifikationen in Zellen zu erweitern und so das Wissen zu zellulären Prozessen und ihrem therapeutischen Potenzial zu vertiefen. Ausgehend von der Chemie zur kovalenten, ligandengerichteten Freisetzung (CoLDR) entwickelt das Team CoLDR-basierte Sonden für verschiedene Proteinziele, um die selektive Störung neuer Substrate zu ermöglichen, die Homo-Dimerisierung zu fördern und die Modifizierung von Zielen in vitro und in Zellen zu erleichtern.

Ziel

Chemical biology has made remarkable strides over recent decades, producing potent and selective inhibitors for many proteins, including essential drug targets. Despite these achievements, however, inhibition has been the primary mode of perturbation (GPCRs notwithstanding), whereas many biological processes are controlled through a rich spectrum of biochemical perturbations. What if a small molecule could activate an enzyme? Install or remove a post-translational modification (PTM)? Or control its oligomeric state?

The overarching goal of this proposal is to dramatically increase the scope and breadth of perturbations and PTMs one can induce in cells using small molecules. Accomplishing this will have tremendous impact on the ability to investigate numerous cellular processes and holds massive therapeutic potential.
To achieve this goal, we will build on our recently developed Covalent Ligand-Directed Release (CoLDR) chemistry, which allows to
tag proteins covalently while preserving their function. Our research will develop:

1. a general method to create CoLDR-based probes against a panel of targets, that would enable us to harness their activity for
selective perturbation of new, non-endogenous, substrates.
2. homo-dimeric CoLDR probes to induce selective dimerization of targets. This will allow us to selectively activate targets such as
kinases in cells. We will also design protein polymerizers, by tethering obligatory homodimers.
3. chimeric proximity inducers that would selectively modify new targets in vitro and in cells.

Our group’s experience in covalent chemical biology, proteolysis-targeting chimeras, and the development of the CoLDR platform,
makes us uniquely positioned to create the next generation of covalent proximity inducers.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE
Netto-EU-Beitrag
€ 1 998 744,00
Gesamtkosten
€ 1 998 744,00

Begünstigte (1)