Project information
Selective NMR labelling as a tool for characterization of protein complexes involved in neurodegenerative diseases.
- Project Identification
- LTAUSA18168
- Project Period
- 1/2019 - 12/2022
- Investor / Pogramme / Project type
-
Ministry of Education, Youth and Sports of the CR
- INTER-EXCELLENCE
- INTER-ACTION
- MU Faculty or unit
- Central European Institute of Technology
Předložený projekt je zaměřen na rozvoj spolupráce mezi skupinou Struktury a Dynamiky Proteinů CEITEC MU v Brně a americkým partnerem, strukturně-biologickou skupinou na University of Pittsburgh. Cílem plánované vědecké spolupráce je výměna unikátních NMR metodologických postupů mezi skupinami a jejich následná aplikace při detailní charakterizaci proteinů a jejich komplexů, které se podílí na závažných, zejména neurodegenerativních, onemocněních.
Objektem studia předkládaného projektu jsou proteiny asociované s mikrotubuly: MAP2c a tau protein, které regulují stabilitu (polymeraci a rozpad) mikrotubulů nezbytných pro správnou funkci cytoskeletu nervových buněk. MAP2c a tau jsou sekvenčně a funkčně podobné, vnitřně neuspořádané, proteiny o velikosti přibližně 50 kDa. Liší se lokalizací a expresí během vývoje nervových buněk, tau se nachází v axonu, MAP2c v dendritech. Patologické změny u tau proteinu mohou vést až ke vzniku Alzheimerovy choroby.
Cílem tohoto projektu je studovat konformační změny tau a MAP2c proteinu během formování oligomerů, které se následně uspořádávají do fibrilárních struktur. Zatímco se v posledních letech podařilo detailněji charakterizovat monomerní i fibrilární (charakteristický pro pacienty s Alzheimerovou chorobou) stav tau proteinu , přechod od monomerů k oligomerům zůstává dosud neobjasněn. Právě tyto oligomerní formy tau proteinu jsou přitom považovány za vůbec nejtoxičtější varianty při iniciaci Alzheimerovy choroby.
Naše vědecká skupina má bohaté zkušenosti s NMR charakterizací monomerů homologního MAP2c proteinu pomocí metod neuniformního vzorkování. Tyto metody ovšem při charakterizaci oligomerních stavů naráží na své hranice kvůli komplexnosti NMR spekter. Tento limitující faktor je možné z velké části překonat použitím selektivního izotopového značení proteinů, které výrazně zjednodušuje analýzu spekter. Skupina prof. Angely Gronenborn se v poslední době výrazně podílí na rozvoji selektivního značení jednotlivých aminokyselin izotopem 19F a vývojem sady NMR metodologií, které využívají takto značené vzorky pro charakterizaci proteinových komplexů hrajících klíčovou roli u viru HIV. Tyto metody budou na straně českého partnera implementovány pro studium konformačních změn tau a MAP2c proteinů, které vedou k oligomerizaci.
Sustainable Development Goals
Masaryk University is committed to the UN Sustainable Development Goals, which aim to improve the conditions and quality of life on our planet by 2030.
Publications
Total number of publications: 23
2023
-
Conformation and Affinity Modulations by Multiple Phosphorylation Occurring in the BIN1 SH3 Domain Binding Site of the Tau Protein Proline-Rich Region
Biochemistry, year: 2023, volume: 62, edition: 11, DOI
-
Conformational changes upon phosphorylation of proline rich region of tau(210-240) peptide using molecular dynamic simulation
Year: 2023, type: Conference abstract
-
Molecular dynamic simulation study of multiple phosphorylations at the proline rich region of tau(210-240) peptide
Year: 2023, type: Conference abstract
2022
-
19F labelling of disordered and hybrid proteins for 19F NMR spectroscopy
Year: 2022, type: Conference abstract
-
19F Trp labelling as a selective probe into the dimeric interface
Year: 2022, type: Conference abstract
-
Binding and inhibitory effect of ravidasvir on 3CLpro of SARS-CoV-2: a molecular docking, molecular dynamics and MM/PBSA approach
Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, year: 2022, volume: 40, edition: 16, DOI
-
Describing 14-3-3 dimerization: tools to obtain KD
Year: 2022, type: Conference abstract
-
From nano- to milimolar: dimerization dissociation constant determination
Year: 2022, type: Conference abstract
-
Impact of Phosphorylation for Tau210-240 Peptide and Interaction of Small Molecules and 14-3-3ζ Protein Studies Using Computational Methods
Year: 2022, type: Appeared in Conference without Proceedings
-
Quantitation of Human 14-3-3ζ Dimerization and the Effect of Phosphorylation on Dimer-monomer Equilibria
Journal of Molecular Biology, year: 2022, volume: 434, edition: 7, DOI