Opis projektu
Poznać mechanizmy nowej metody leczenia niewydolności serca
Fosforylacja i defosforylacja to procesy polegające na dodawaniu i usuwaniu grup fosforanowych, przeprowadzane odpowiednio przez kinazy i fosfatazy. Komórki wykorzystują te procesy do modyfikacji aktywności białek, co ma kluczowe znaczenie dla wielu funkcji komórkowych, m.in. sygnalizacji sercowej i homeostazy wapnia. Rozregulowanie pewnej fosfatazy białkowej, PP1, jest powiązane z patologiami serca. Naukowcy niedawno stworzyli peptydy zwane peptydami wspierającymi działanie PP1 (ang. PP1-disrupting peptides, PDP), które aktywują PP1 i wykazują działanie terapeutyczne w przypadku chorób serca. Niewiele jednak wiadomo na temat tych mechanizmów, ponieważ rozpoznanie ich jest sporym wyzwaniem ze względu na dużą liczbę potencjalnych substratów fosfatazy. W ramach finansowanego ze środków UE projektu PDPcardio trwają prace nad nowymi metodami, które umożliwią określenie zakresu funkcji PDP, które przyczynią się do powstania skutecznych terapii chorób serca ukierunkowanych na fosfatazy.
Cel
Protein phosphatase-1 (PP1) is a ubiquitously expressed enzyme known to dephosphorylate a large number of the phosphorylated serines and threonines. The catalytic subunit PP1c is bound to regulatory proteins in holoenzymes. These play specific and fundamental roles in physiological processes and pathologies. One key role lies in the regulation of important cardiac signaling pathways and calcium homoeostasis. Accordingly, deregulation of PP1 has been implicated in cardiac dysfunctions. Powerful tools to study PP1 biology are our own developed PP1-disrupting peptides (PDPs) that selectively release PP1c (bound to PDP: PDP–PP1c) activity in cells. Recently, we showed that PDP treatment counteracts kinase hyperactivity and seals the arrhythmogenic sarcoplasmic reticulum (SR)-calcium-leak in human heart failure tissue. Mechanistic data indicated that PDP–PP1c-mediated dephosphorylation of the ryanodine receptor type 2 (RyR2) is involved in this effect. Nevertheless, given the large amount of potential PP1 substrates, so far the scope of PDP action is unknown, and therefore the mechanisms underlying this beneficial and potentially therapeutic effect of the PDPs in heart failure are unclear and currently hard to investigate. PDPcardio will address these challenges by providing new chemical biology methodologies combined with proteomics approaches using PDPs to guide PP1c to its substrates and to identify PDP-mediated interactions of PP1. These strategies will enable identifying the scope of PDP action in general, and in particular they will be applied here in cardiomyocytes to study the effects of PDP–PP1c. The results will provide the basis to fine-tune targeting PP1 for the treatment of heart insufficiency. Furthermore, the principles and methods developed here will be applicable more generally for defining the interaction scope of target-bound ligands (drugs) as well as for using PP1 as tool in synthetic biology.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsproteomics
- natural sciencesbiological sciencessynthetic biology
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryalkaline earth metals
- medical and health sciencesbasic medicinepathology
- medical and health sciencesclinical medicinecardiology
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
79098 Freiburg
Niemcy