Projektbeschreibung
Dem Rätsel der Cholesterin- und Zuckeraufnahme auf den Grund gehen
Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Krebs haben nach wie vor verheerende Auswirkungen auf die Gesellschaft, wobei die Aufnahme von Cholesterin und Zucker eine wichtige Rolle bei ihrer Entstehung spielt. Trotz jahrelanger Forschung sind die molekularen Mechanismen, die diesen Prozessen zugrunde liegen, noch immer ein Rätsel. Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts CSUMECH ist es, diese Geheimnisse mithilfe modernster Methoden wie makromolekularer Kristallographie und Elektronenmikroskopie zu entschlüsseln. Über CSUMECH könnten bahnbrechende Erkenntnisse über die Biochemie des Menschen gewonnen werden. Indem die Grundprinzipien der endozytotischen Aufnahme und der Systeme zur erleichterten Diffusion erklärt werden, könnte in diesem Projekt der Weg für aufregende neue Entdeckungen auf dem Gebiet der menschlichen Biochemie geebnet und zur Verbesserung der öffentlichen Gesundheit auf der ganzen Welt beigetragen werden.
Ziel
Cardiovascular disease, diabetes and cancer have a dramatic impact on modern society, and in great part are related to uptake of cholesterol and sugar. We still know surprisingly little about the molecular details of the processes that goes on in this essential part of human basic metabolism. This application addresses cholesterol and sugar transport and aim to elucidate the molecular mechanism of cholesterol and sugar uptake in humans. It moves the frontiers of the field by shifting the focus to in vitro work allowing hitherto untried structural and biochemical experiments to be performed.
Cholesterol uptake from the intestine is mediated by the membrane protein NPC1L1. Despite extensive research, the molecular mechanism of NPC1L1-dependent cholesterol uptake still remains largely unknown.
Facilitated sugar transport in humans is made possible by sugar transporters called GLUTs and SWEETs, and every cell possesses these sugar transport systems. For all these uptake systems structural information is sorely lacking to address important mechanistic questions to help elucidate their molecular mechanism.
I will address this using a complementary set of methods founded in macromolecular crystallography and electron microscopy to determine the 3-dimensional structures of key players in these uptake systems. My unpublished preliminary results have established the feasibility of this approach. This will be followed up by biochemical characterization of the molecular mechanism in vitro and in silico.
This high risk/high reward membrane protein proposal could lead to a breakthrough in how we approach human biochemical pathways that are linked to trans-membrane transport. An improved understanding of cholesterol and sugar homeostasis has tremendous potential for improving general public health, and furthermore this proposal will help to uncover general principles of endocytotic uptake and facilitated diffusion systems at the molecular level.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologymineralogycrystallography
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopyelectron microscopy
- medical and health sciencesbasic medicinephysiologyhomeostasis
- natural sciencesbiological sciencesmolecular biologystructural biology
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
8000 Aarhus C
Dänemark