Opis projektu
Wgląd w mechanizmy potranslacyjnych modyfikacji białek
Funkcje białek, ich stabilność i interakcje z innymi białkami są często regulowane w drodze potranslacyjnych modyfikacji. Ubikwitynacja jest procesem modyfikacji potranslacyjnej, który polega na tworzeniu wiązania kowalencyjnego między cząsteczkami ubikwityny a białkami docelowymi przez enzymy zwane ligazami ubikwityny E3. Proces ten odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy białek, ułatwiając skuteczną eliminację tych uszkodzonych lub zbędnych. Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt RINGE3 ma na celu zbadanie, w jaki sposób zawierające domenę RING ligazy E3 oddziałują z innymi enzymami wiążącymi ubikwitynę (E2) i substratami oraz w jaki sposób są one regulowane. Uzyskane wyniki pomogą uczonym w lepszym zrozumieniu mechanizmów ubikwitynacji za pośrednictwem ligaz E3 typu RING, a w efekcie w opracowaniu nowych metod leczenia chorób takich jak nowotwory złośliwe.
Cel
Ubiquitin (Ub) conjugation regulates a myriad of cellular processes in the eukaryotic cell. Ub-ligases (E3) play a pivotal role in deciding the substrate’s fate and function by catalyzing the transfer of Ub from Ub-conjugating enzyme (E2) to a substrate protein lysine sidechain. Successive rounds of E3-catalyzed substrate ubiquitination lead to the formation of poly-Ub chains or multi-monoubiquitination, which direct the substrate to different biological fates such as degradation by the 26S proteasome. RING E3s comprise the largest family of E3s with approximately 600 members in humans. Over the last fifteen years, structural biology and biochemical studies have paved the way for understanding how RING E3s interact with E2s and substrates, and how they are regulated. Recently my group has trapped the crystal structure of a RING E3 bound to an E2 covalently-linked to Ub (E2~Ub), thus providing a molecular snapshot of how RING E3 optimizes E2~Ub for catalysis. Despite these advances, the mechanisms of RING E3-catalyzed ubiquitination are not completely understood. Here, we propose to investigate three key aspects of RING E3 functions. First, we will determine structures of several RING E3s bound to E2~Ub to dissect the molecular basis for RING E3-E2~Ub selectivity. Second, our recent structure of a RING E3, Cbl-b, bound to E2~Ub and a substrate peptide provides a starting point for structural determination of a more challenging RING E3-E2~Ub-intact substrate complex to elucidate the mechanisms of substrate ubiquitination. Third, we have developed an ubiquitinated Cbl-substrate mimetic to study the mechanisms of RING E3-catalyzed poly-ubiquitination using structural and biochemical approaches. Expected results will greatly expand our knowledge of RING E3-mediated ubiquitination and will foster strategies in exploiting E3s for therapeutic development, since deregulation of E3s underlies many diseases including cancers.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsproteomics
- natural scienceschemical sciencescatalysis
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryamines
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsenzymes
- natural sciencesbiological sciencesmolecular biologystructural biology
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
G61 1BD Bearsden
Zjednoczone Królestwo