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Kinase Regulation by Phase Separation

Description du projet

L’action de la protéine kinase dans les condensats séparés en phase

L’ajout de phosphates aux protéines, la phosphorylation des protéines, est un mécanisme de régulation important des fonctions biologiques et cellulaires. Le dysfonctionnement des protéines kinases responsables de la phosphorylation est lié à des maladies telles que la maladie d’Alzheimer et le cancer. Ces importantes cibles médicamenteuses sont probablement régulées spatialement et temporellement dans le cadre des condensats séparés en phase, des amas de biomolécules dans des organites dépourvus de membranes conventionnelles. Le projet PhaseKin, financé par le CER entend faire la lumière sur les mécanismes moléculaires qui régissent l’action des kinases dans les condensats séparés en phase. Le projet étudiera au niveau atomique l’action des protéines kinases intimement impliquées dans la maladie d’Alzheimer, ouvrant la voie à la production de médicaments plus spécifiques et plus efficaces ciblant les kinases.

Objectif

Protein phosphorylation is a process that activates biological and cellular pathways. This process is carried out by enzymes called protein kinases that add phosphates to proteins. Protein kinases are crucial drug targets involved in the onset and progression of human diseases such as cancer and Alzheimers disease. Growing evidence suggests that protein kinases are regulated spatially and temporally by the phase separation and condensation of biomolecules into cellular organelles that are not surrounded by membranes. The molecular mechanisms that govern the action of kinases in phase-separated condensates, however, are unknown. Knowledge of these mechanisms is crucial for the development of better drugs that target protein kinases. To address this challenge, I have designed an interdisciplinary project that goes well beyond the state-of-the-art to explore in atomic detail the action of protein kinases intimately involved in Alzheimers disease and the abnormal phosphorylation of the protein Tau. The PhaseKin project aims to (i) reveal the specificity and reaction kinetics of protein kinases inside phase-separated condensates in vitro and in cells, (ii) decipher the dynamic conformational landscape of the protein kinases MARK2 and GSK3 by advanced NMR methods that will grant unprecedented detail on their modes of regulation, (iii) disentangle changes in population distributions and rates of interconversion between structurally distinct kinase states inside condensates, (iv) unravel the physicochemical basis of kinase drug partitioning into condensates. The highly innovative nature of the project is devised to delve into the heart of protein kinase function and to revolutionize our knowledge about the chemistry of drug-kinase interactions. Findings from the PhaseKin project will provide critical guidance in the development of more efficacious and specific drugs which target protein kinases.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-ADG

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Institution d’accueil

DEUTSCHES ZENTRUM FUR NEURODEGENERATIVE ERKRANKUNGEN EV
Contribution nette de l'UE
€ 2 499 943,00
Coût total
€ 2 499 943,00

Bénéficiaires (1)