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Megakines - novel tools for structural insight into receptor:chemokine complexes

Descrizione del progetto

Megachine come strumento per l’analisi strutturale del recettore: chemochine complesse

Le chemochine sono citochine piccole e secrete che attivano i recettori di membrana della superfamiglia di recettori accoppiati a proteine G. Le interazioni chemochina-recettore controllano molti processi fisiologici e sono implicate in molte patologie, tra cui l’arteriosclerosi, le malattie infiammatorie, l’infezione da HIV e il cancro. Le interazioni di 50 chemochine e 20 recettori identificate negli esseri umani richiedono un’orchestrazione precisa poiché una chemochina può collegarsi a molti recettori, mentre un singolo recettore di chemochina possiede più leganti. La microscopia crioelettronica è una tecnica rivoluzionaria per chiarire le strutture molecolari, ma l’analisi delle proteine piccole quali i complessi recettori-chemochine è ancora difficoltosa. Il progetto MEGAKINE, finanziato dall’UE, propone un approccio innovativo per aumentare le dimensioni della chemochina attraverso un inserimento rigido in una proteina di impalcatura ingombrante, creando le megachine per facilitare l’analisi strutturale dei recettori della chemochina.

Obiettivo

Chemokines are small, secreted cytokines that activate membrane receptors belonging to the G protein-coupled receptor (GPCR) superfamily. The chemokine-receptor interactions control crucial physiological processes, but are also implicated in many pathologies, including atherosclerosis, inflammatory diseases, HIV infection or cancer, and hold a great potential for therapeutic intervention.
Yet, although GPCRs are the target of about one third of currently marketed drugs, only three of them act on chemokine receptors, essentially due to poor structural understanding of the intricate interactions with their ligands. Indeed, about 50 chemokines and 20 receptors have been identified in humans. Their interactions require precise orchestration, as a chemokine may bind to several receptors, while a single chemokine receptor has multiple ligands. However, the structural determinants dictating ligand specificity and receptor activation remain elusive.
Lately, cryo-EM has emerged as a ground-breaking technique for elucidating molecular structures but despite recent advancements, analysis of small proteins like receptor:chemokine complexes (∼50 kDa) is still challenging. In this project, we propose an innovative approach to increase the chemokine size, without altering its functionality, through a rigid insertion into a bulky scaffold protein. Such enlarged chemokines, called Megakines, will facilitate structural analysis of chemokine receptors.
To prove this concept, we will first reformat the well-characterized chemokine CCL5 and use it in structural/functional studies with two clinically relevant receptors, CCR5 and ACKR2.
The achievement of this project relies on the multidisciplinary combination of the excellent expertise in the chemokine field of the host laboratory and the protein engineering skills of the applicant. The proposed Megakine technology has the potential to revolutionize cryo-EM studies of chemokine receptors and facilitate the therapeutic development.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinatore

LUXEMBOURG INSTITUTE OF HEALTH
Contributo netto dell'UE
€ 178 320,00
Indirizzo
1A RUE RUE THOMAS EDISON
1445 Strassen
Lussemburgo
Regione
Luxembourg Luxembourg Luxembourg
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 178 320,00