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Mechanism of Sugar Transporters involved in Human Health and Disease

Description du projet

Un examen plus approfondi des mécanismes de transport du glucose dans les cellules

Les transporteurs de glucose (GLUT), en particulier GLUT1-14 chez les mammifères, transportent le glucose dans les cellules à travers la membrane cellulaire. Bien que les GLUT soient essentiels à la distribution du glucose, les détails concernant leurs isoformes spécifiques et les effets de la résistance à l’insuline sur le trafic de GLUT4 restent flous. Le projet MEMSUGAR, financé par le CER, identifiera les rôles de toutes les isoformes des GLUT et concevra des composés outils pour les études structurales. En combinant la résonance magnétique nucléaire avec la cryomicroscopie électronique et d’autres techniques, le projet examinera comment la dynamique des protéines affecte la spécificité du substrat et le couplage des protons. Il se concentrera également sur la résolution des structures des transporteurs GLUT et sur l’imagerie des vésicules de stockage GLUT4 de Golgi. Ces résultats devraient contribuer de manière significative au développement de médicaments ciblant les GLUT et autres transporteurs de solutés.

Objectif

From molds to mammals, glucose is the most important fuel for life on earth. The rate-limiting step for the utilization of glucose is its uptake into cells. Mammals have fourteen different sugar transporters belonging to the SLC2A family, referred to as GLUTs. GLUT1-14 transporters have varied tissue expression and kinetics, and their activities must be synchronized and regulated for the appropriate whole-organism-wide distribution of glucose and other sugars. Even at the most basic level, we still do not know the physiological substrates for a number of GLUT isoforms and if, or how, some members use proton-gradients to energize transport. Although GLUT transport activity is thought to be regulated through the binding of accessory factors, e.g. thioredoxin-interacting protein, we still have no molecular details for such interactions of high medical importance. Moreover, a major determinant of insulin resistance leading to type-2-diabetes is the impairment of insulin-stimulated GLUT4 trafficking. Despite extensive investigation, we still do not know what GLUT4 storage vesicles (GSVs) look like at the molecular level and how their composition changes in insulin resistance. Here, we will combine state-of-the-art methods to establish the physiological substrates for all GLUTs and develop tool compounds specific to each GLUT isoform to aid structural studies and for better assessing their contribution to metabolic reprogramming in cancer. We will combine NMR with cryo EM structures and computational and biochemical approaches to establish how protein dynamics dictates substrate specificity and proton coupling. We will resolve native-like structures of GLUT transporters directly from membranes and image GSVs using in situ cryo EM to build transport models beyond the individual transporters. By uncovering novel insight into a fundamental mechanism for life we will aid the development of drugs targeting GLUTs and other SLC transporters in general.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

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-2024-ADG

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Institution d’accueil

STOCKHOLMS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 2 500 000,00
Adresse
UNIVERSITETSVAGEN 10
10691 Stockholm
Suède
Région
Östra Sverige Stockholm Stockholms län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)