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Mechanism of protein kinases in biomolecular condensates

Description du projet

Activité anormale des kinases dans les condensats biomoléculaires de la protéine Tau

La surphosphorylation de la protéine Tau, qui stabilise la structure des neurones, est une caractéristique fondamentale de la maladie d’Alzheimer. De nombreuses données suggèrent que la protéine Tau subit une condensation biomoléculaire dans la maladie d’Alzheimer et que ces condensats peuvent être des sites reconnaissables pour les kinases, les enzymes responsables de la phosphorylation. Les mécanismes moléculaires de l’activité des kinases dans les condensats sont inconnus. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet KinCond entend faire la lumière sur ces mécanismes en concentrant ses recherches sur la kinase MARK2 qui régule l’affinité des microtubules et qui est impliquée dans la phosphorylation anormale de la protéine Tau. S’appuyant sur des méthodes expérimentales et de simulations, le projet étudiera la spécificité et la sélectivité de MARK2 dans les condensats de la protéine Tau, sa dynamique conformationnelle et les changements de sa conformation durant la condensation biomoléculaire.

Objectif

Protein phosphorylation, mediated by kinases, plays a pivotal role in cellular regulation, with kinase dysregulation strongly associated with diseases like cancer, inflammation, and neurodegenerative disorders. Alzheimer's disease (AD) represents a significant global health challenge as the population ages at an accelerating pace. A key pathological feature of AD is the accumulation of hyperphosphorylated Tau, which disrupts normal neuronal function. Emerging evidence suggests that Tau undergoes liquid-liquid phase separation (LLPS), potentially linking AD and biomolecular condensation. Moreover, recent findings propose that LLPS intricately manages kinase signalling, creating condensed-phase structures (biomolecular condensates) that serve as recognizable sites for kinases. However, molecular mechanisms governing kinase behaviour within condensates are poorly understood. The central hypothesis of KinCond project is that the conformational landscape of protein kinases undergoes significant remodelling within biomolecular condensates, controlling substrate selectivity and specificity. This project focuses on the microtubule affinity-regulating kinase MARK2, a central player in the abnormal phosphorylation of Tau. KinCond is meticulously structured into three work packages: (1) investigating the specificity and reaction kinetics of MARK2 within Tau condensates, (2) deciphering the conformational landscape of MARK2 through advanced nuclear magnetic resonance methods and molecular dynamics simulations and (3) analyse the effect of biomolecular condensation on the conformational landscape of MARK2. The outcomes of KinCond are expected to provide crucial insights into the behaviour of protein kinases within biomolecular condensates, shedding much-needed light on the mechanisms of Tau phosphorylation in AD. Furthermore, the atomic-detail information obtained has the potential to open new avenues for the development of enhanced drugs targeting protein kinases.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

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Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinateur

DEUTSCHES ZENTRUM FUR NEURODEGENERATIVE ERKRANKUNGEN EV
Contribution nette de l'UE
€ 181 085,36
Coût total
Aucune donnée