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Stabilizing pharmaco-active Membrane proteins with Zwitterionic polymers and leveraging Surface Plasmon Resonance as an Analytical platform

Descrizione del progetto

Stabilizzazione dei recettori del glutammato per la scoperta di farmaci

Il glutammato costituisce uno dei principali messaggeri chimici eccitatori nel cervello e si lega ai recettori metabotropici del glutammato (mGluRs), modulando la plasticità sinaptica, l’apprendimento e la memoria. I mGluRs sono implicati in disturbi neurologici e psichiatrici, il che li rende promettenti candidati a bersaglio farmacologico. Tuttavia, gli sforzi per studiarli e bersagliarli sono ostacolati dalla difficoltà di stabilizzarne le conformazioni attive in vitro. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto ZwitterMPs mira a stabilizzare mGluR1 imitando la membrana lipidica con polimeri zwitterionici anfifilici. Questi ultimi contribuiscono a mantenere l’integrità strutturale e funzionale del recettore e ne facilitano lo studio con preziosi spunti sulle interazioni proteina-farmaco.

Obiettivo

Membrane proteins, particularly G-protein-coupled receptors (GPCRs), represent 25-30% of current drug targets. Among them, metabotropic glutamate receptor (mGluR), a Class C and group 1 type GPCR, is emerging as an attractive therapeutic target for various neurological and psychiatric disorders such as Alzheimer’s disease, Parkinson's disease, autism spectrum disorder, schizophrenia, and neuropathic pain.
Despite the availability of its complete structure, biophysical characterization and drug discovery efforts targeting mGluR have been hindered by the challenges in obtaining stable, active conformations of this receptor for in-vitro studies. To overcome this impediment, we will utilize amphiphilic zwitterionic polymers, for stabilizing mGluR. Carefully synthesizing copolymers can mimic the native lipid environment and maintain the receptor's structural and functional integrity. Zwitterionic polymers, with their unique molecular architecture featuring both anionic and cationic groups, structure surrounding water molecules, creating super-hydrophilic surfaces ideal for stabilizing membrane proteins with exposed hydrophobic domains.
To evaluate this stabilization strategy, we first aim to employ the label-free bio-analytical technique of surface plasmon resonance to immobilize the mGluR-polymer complex. Secondly, we will investigate binding kinetics, affinities, and allosteric modulation of mGluR1 receptor to obtain valuable insights into protein-drug interactions. We anticipate this innovative strategy will address the existing challenges in stabilizing mGluR, offering improved stability, reduced complexity, cost-effectiveness, and higher yields over conventional methods. Moreover, it will accelerate drug screening practices targeting mGluR and other challenging membrane protein targets in the long run, thereby contributing to developing novel therapeutics for neurological and psychiatric disorders.

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

FYZIKALNI USTAV AV CR, VVI
Contributo netto dell'UE
€ 207 758,16
Indirizzo
NA SLOVANCE 1999/2
182 00 PRAHA 8
Cechia
Regione
Česko Praha Hlavní město Praha
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)