In vivo function of differentially processed Hedgehog morphogens

差异加工的 Hedgehog 形态发生素的体内功能

基本信息

项目摘要

A major challenge in developmental biology is to understand how cells coordinate developmental behaviors with that of their neighbours. Cells often employ secreted signaling molecules such as the Hedgehog (Hh) morphogens to control developmental growth and patterning. Hh is an unusual signaling molecule, however. It is synthesized in dually lipid-modified form (N-terminally palmitoylated, C-terminally cholesterol-linked), resulting in morphogen multimerization and firm multimer tethering to the surface of producing cells. This raises the question of how Hh release and signaling is achieved. Using the recombinantly expressed vertebrate Hh family member Sonic hedgehog (Shh), we found that A Disintegrin And Metalloprotease (ADAM) family members mediate processing from its lipidated N-and C-termini on the surface of transfected cells, resulting in Shh core protein release. In this scenario, N- and C-terminal lipids are essential for the membrane-proximal positioning of ADAM cleavage sites and their subsequent processing. We further suggested that Shh processing and solubilization are coupled with its simultaneous activation. We showed that the ability of unprocessed multimeric Shh to bind to its receptor Patched on receiving cells is autoinhibited by N-terminal peptides that block the Patched-binding site in trans. However, proteins are truncated into Patched-binding competent soluble multimers upon palmitoylation-dependent cleavage and removal of the inhibitory N-terminal peptides. Based on this model, we explain biological inactivity of soluble Shh expressed in palmitoyl-acyltransferase-deficient mutants by the lack of N-terminal processing and the resulting blockade of the Patched-binding site. Here we propose to test this hypothesis in vivo, employing the Drosophila system. We will express variably N-truncated, non-palmitoylated Hh protein variants in cell clones lacking endogenous Hh function and determine their biolgical activities in vivo. A phenotypic rescue would confirm the indirect role of N-palmitoylation in Hh function and the requirement for N-terminal peptide processing for Hh activation. Moreover, we will use the power of Drosophila genetics to address the function of the presumably redundant proteases involved in Hh processing.
发育生物学的一个主要挑战是理解细胞如何协调其邻近细胞的发育行为。细胞通常使用分泌的信号分子,如Hedgehog(HH)形态原来控制发育生长和图案形成。然而,HH是一种不同寻常的信号分子。它以双重脂质修饰的形式合成(N-末端棕榈酰化,C-末端胆固醇连接),导致形态原多聚体和牢固的多聚体拴在生产细胞的表面。这就提出了如何实现HH释放和信令的问题。利用重组表达的脊椎动物HH家族成员Sonic hedgehog(Shh),我们发现A去整合素和金属蛋白酶(ADAM)家族成员从其脂化的N-末端和C-末端介导了转基因细胞表面的加工,导致Shh核心蛋白的释放。在这种情况下,N-末端和C-末端脂质对于ADAM裂解位点的膜近端定位及其后续处理是必不可少的。我们进一步认为Shh的加工和增溶与其同时激活是耦合的。我们发现,未处理的多聚体Shh与其在接收细胞上修补的受体结合的能力被封闭反式中的修补结合部位的N-末端多肽所自动抑制。然而,蛋白质在棕榈酰化依赖的裂解和去除抑制性N-末端多肽后被截断成补丁结合的有能力的可溶性多聚体。基于这一模型,我们解释了棕榈酰-酰基转移酶缺陷突变体中表达的可溶性Shh的生物学活性丧失的原因是缺乏N-末端处理和由此导致的修补结合位点的阻断。在这里,我们建议使用果蝇系统在体内测试这一假说。我们将在缺乏内源性HH功能的细胞克隆中表达可变N-截短的、非棕榈酰化的HH蛋白变体,并测定它们在体内的生物活性。表型挽救将证实N-棕榈酰化在HH功能中的间接作用,以及N-末端多肽加工对HH激活的要求。此外,我们将使用果蝇遗传学的力量来解决可能参与HH加工的冗余蛋白水解酶的功能。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Kay Grobe其他文献

Professor Dr. Kay Grobe的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Kay Grobe', 18)}}的其他基金

Biological roles of heparan sulfate in Hedgehog-dependent signaling and morphogeneticgradient formation
硫酸乙酰肝素在刺猬依赖性信号传导和形态发生梯度形成中的生物学作用
  • 批准号:
    439827969
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Heisenberg Grants
The role of the extracellular matrix constituent heparan sulfate in Hedgehog morphogen function
细胞外基质成分硫酸乙酰肝素在刺猬形态发生素功能中的作用
  • 批准号:
    316121017
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Heisenberg Professorships
Processed Sonic hedgehog - an active signaling protease?
加工过的 Sonic Hedgehog - 一种活性信号蛋白酶?
  • 批准号:
    246417003
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Differential roles of the N-acetylglucosamine N-deacetylase/N-sulfotransferase (NDST) isozymes 1-4 in the development of the mouse
N-乙酰氨基葡萄糖 N-脱乙酰酶/N-磺基转移酶 (NDST) 同工酶 1-4 在小鼠发育中的不同作用
  • 批准号:
    5153886
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Fellowships
The role of direct heparan sulfate interactions and Ca2+ complexation in Hedgehog gradient formation in vivo
硫酸乙酰肝素直接相互作用和 Ca2+ 络合在 Hedgehog 体内梯度形成中的作用
  • 批准号:
    273964293
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

PRNP调控巨噬细胞M2极化并减弱吞噬功能促进子宫内膜异位症进展的机制研究
  • 批准号:
    82371651
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CBP/p300-HADH轴在基础胰岛素分泌调节中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82370798
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
配子生成素GGN不同位点突变损伤分子伴侣BIP及HSP90B1功能导致精子形成障碍的发病机理
  • 批准号:
    82371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Idh3a作为线粒体代谢—表观遗传检查点调控产热脂肪功能的机制研究
  • 批准号:
    82370851
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于再生运动神经路径优化Agrin作用促进损伤神经靶向投射的功能研究
  • 批准号:
    82371373
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PROCR信号通路介导的血管新生在卵巢组织移植中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371726
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GASP-1通过Myostatin信号通路调控颏舌肌功能的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371131
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
G蛋白偶联受体GPR110调控Lp-PLA2抑制非酒精性脂肪性肝炎的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370865
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
双硫仑结合并抑制谷氨酸脱氢酶1活性调节Th17/Treg细胞平衡的作用与机制探究
  • 批准号:
    82371755
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
骨髓抑制再生单个核细胞移植通过调节线粒体功能在脑缺血再灌注损伤中的神经保护机制研究
  • 批准号:
    82371301
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Interneurons differentially regulate discrete pathways from ventral hippocampus
中间神经元差异调节腹侧海马的离散通路
  • 批准号:
    10392564
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Interneurons differentially regulate discrete pathways from ventral hippocampus
中间神经元差异调节腹侧海马的离散通路
  • 批准号:
    10434157
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Interneurons differentially regulate discrete pathways from ventral hippocampus
中间神经元差异调节腹侧海马的离散通路
  • 批准号:
    10616351
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Interneurons differentially regulate discrete pathways from ventral hippocampus
中间神经元差异调节腹侧海马的离散通路
  • 批准号:
    10634672
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding how two related mammalian histone acetyl transferase co-activators, SAGA and ATAC, differentially regulate chromatin dynamics and transcription
了解两种相关的哺乳动物组蛋白乙酰转移酶共激活剂 SAGA 和 ATAC 如何差异调节染色质动力学和转录
  • 批准号:
    10166672
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Interneurons differentially regulate discrete pathways from ventral hippocampus
中间神经元差异调节腹侧海马的离散通路
  • 批准号:
    9806339
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding how two related mammalian histone acetyl transferase co-activators, SAGA and ATAC, differentially regulate chromatin dynamics and transcription
了解两种相关的哺乳动物组蛋白乙酰转移酶共激活剂 SAGA 和 ATAC 如何差异调节染色质动力学和转录
  • 批准号:
    10092202
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Medial septum differentially regulates spontaneous dopamine neuron activity in the ventral tegmental area and substantia nigra pars compacta via distinct neurochemical pathways
内侧隔膜通过不同的神经化学途径差异调节腹侧被盖区和黑质致密部的自发多巴胺神经元活动
  • 批准号:
    9769877
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Progesterone and Estrogen Differentially Regulate DC Functions in Lupus Autoimmun
黄体酮和雌激素差异调节狼疮自身免疫中的 DC 功能
  • 批准号:
    8119292
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
IDENTIFICATION OF DIFFERENTIALLY EXPRESSED CRITICAL GENES IN CHONDROCLASTS AND OS
软骨细胞和 OS 中差异表达的关键基因的鉴定
  • 批准号:
    7991137
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了