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High-throughput discovery of degrons encoded by posttranslational modifications

Descrizione del progetto

Approfondimento sulla degradazione delle proteine nelle cellule

L’omeostasi cellulare richiede un costante ricambio delle proteine. Uno dei principali sistemi di controllo è il sistema ubiquitina-proteasoma, che marca le proteine indesiderate per distruggerle. La marcatura viene effettuata da speciali enzimi chiamati ubiquitine ligasi E3, che riconoscono sequenze specifiche sulle proteine chiamate degroni. Tuttavia, molti di questi degroni, soprattutto quelli creati da modifiche post-traslazionali, non sono ancora noti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto Degron Miner svilupperà una piattaforma ad alte prestazioni per l’identificazione dei degroni e delle ligasi E3 ad essi associate. Utilizzando un’ampia libreria di peptidi, i ricercatori sperano di scoprire le marcature utili per scomporre le proteine bersaglio all’interno delle cellule viventi. I risultati del progetto dovrebbero migliorare la nostra comprensione della degradazione proteica nella salute e nella malattia.

Obiettivo

The proteins of a cell are constantly turned over to adapt to changing environments or to eliminate damaged protein species. 80% of protein degradation is mediated via the ubiquitin-proteasome system (UPS). Specificity of the UPS is conveyed by E3 ubiquitin ligases (E3s), which transfer ubiquitin chains onto substrates to mark them for proteasomal degradation. E3s recognize their substrates via motifs termed degrons. Identifying degrons of all E3s would boost our understanding of proteostasis and would help designing pharmacologic strategies to modulate E3 activity. However, the “degron logic” of most of the >600 E3s encoded in the human genome remains elusive. This gap in our understanding of E3-degron relationships is related to the fact that degrons can be encoded by chemical modifications/posttranslational modifications (PTMs), which are not amenable to previously developed high-throughput degron discovery approaches via functional genomics.
Here, we propose the Degron Miner platform as a high-throughput approach to systematically investigate the impact of PTMs on target protein stability. To this end, we will generate a 9000-member DegTag library consisting of modified peptides linked to a ligand that binds a nano-luciferase-tagged target protein. This library can be screened in a high-throughput fashion in live cells to select DegTags that efficiently degrade the target protein. To unravel the underlying mechanism and match E3s to the identified PTM-degron, I will employ FACS-based CRISPR/Cas9-KO screens and proteomics-based interactomics approaches. Further, I will leverage the identified PTM-degrons in chemical biology and FACS-based CRISPR/Cas9-KO screens to identify the endogenous substrates of E3s and the mechanisms leading to PTM deposition.
Ultimately, the Degron Miner platform will deorphanize E3-substrate relationships and biological pathways involved in the regulation of protein degradation and will additionally provide tools to modulate E3s.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

CEMM - FORSCHUNGSZENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN GMBH
Contributo netto dell'UE
€ 230 184,72
Indirizzo
LAZARETTGASSE 14 AKH BT 25.3
1090 Wien
Austria
Regione
Ostösterreich Wien Wien
Tipo di attività
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato