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Oligo-Squaramide Rigid-Rods for Artificial Transmembrane Signaling

Descripción del proyecto

Estructuras de oligoescuaramida como receptores sintéticos de señalización de transmembrana

Los receptores acoplados a la proteína G (GPCR, por sus siglas en inglés) son proteínas de transmembrana que se unen a ligandos en su región extracelular para promover un cambio conformacional que permite la transmisión de señales al citosol. Las escuaramidas (SQ, por sus siglas en inglés) son una familia de compuestos cíclicos rígidos derivados del ciclobuteno. El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos SQSig es aprovechar las propiedades de autoensamblaje de las SQ para crear un relé de información a través de una membrana bicapa. Las SQ monoméricas se autoensamblan como agregados de tipo cabeza-cola con la misma orientación. La funcionalización de la SQ terminal de un relé oligoescuaramida con un centro de unión y el extremo opuesto con un marcador espectroscópico permitirá recrear un GPCR sintético, que es capaz de transmitir información conformacional entre los lados de una membrana bicapa.

Objetivo

G-protein coupled receptors (GPCRs) are transmembrane proteins that are used by cells to transmit information through their membranes; binding of a ligand to their extracellular region provokes a conformational change, initiating a biological process in the cytosol. Copying this type of signaling pathway, which is fundamental to cells and thus a key target in medicinal chemistry, is a fascinating challenge that could allow researchers to bypass endogenous signaling pathways in cells and lead to true synthetic biology. In this project we propose to exploit the self-assembly properties of squaramides (SQs) to create a relay of information through a bilayer membrane. Monomeric SQs self-assemble as head-to-tail aggregates, forming ribbons with all the SQs oriented in the same direction. We have designed a family of scaffolded oligo-SQ arrays that will form intramolecular hydrogen-bonded ribbons aligned in either one direction or the other. We hypothesize that inverting the directionality of the terminal SQ of the ribbon will initiate a domino effect that switches the orientation of the whole array. By functionalizing the terminal SQ of the oligo-SQ relay with a binding site and the opposite end with a spectroscopic reporter, followed by insertion in model membranes, we will show that binding of an external ligand to the terminal SQ switches the directionality of the entire SQ-ribbon and provokes a spectroscopic response from the reporter located at the other side of the membrane. Thus this system will act as a synthetic GPCR, able to transmit conformational information from one side of a bilayer membrane to the other. The action combines the experience of the researcher in the preparation and study of SQs with the expertise of the host group in the development of transmembrane devices. While the fellow will bring new knowledge in synthetic and supramolecular chemistry to the host group, he will acquire valuable experience in the analysis and biophysics of membranes.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) H2020-MSCA-IF-2018

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Coordinador

THE UNIVERSITY OF MANCHESTER
Aportación neta de la UEn
€ 212 933,76
Dirección
OXFORD ROAD
M13 9PL Manchester
Reino Unido
Región
North West (England) Greater Manchester Manchester
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 212 933,76