Function and regulation of podin proteins under mechanical stress in muscle

肌肉机械应力下podin蛋白的功能和调节

基本信息

项目摘要

Podin proteins (SYNPO, SYNPO2, SYNPO2L) are multi-adapter proteins involved in multiple cellular activities related to mechanical stress: by binding to filamin, alpha-actinin and actin a subset of podin proteins contributes to actin cytoskeleton architecture, while others are involved in filamin proteostasis via chaperone-assisted selective autophagy (CASA) and signaling under mechanical stress. In the first funding period we established cell type-specific podin isoform expression patterns and identified important novel podin protein interactions: (1) a SYNPO2 PDZ domain interaction with YAP/TAZ transcription factors, (2) binding of SYNPO2 and SYNPO2L to the calcineurin inhibitor calsarcin, (3) phosphorylation-regulated LC3-binding and (4) a phosphoinositide recognition motif in SYNPO2. Bimolecular fluorescence complementation showed that a SYNPO2 isoform-specific interaction directs BAG3 to myofibrillar Z-discs or contraction-induced lesions. Electrical pulse stimulation (EPS) was exploited to study differential protein expression, changes in the phosphoproteome and effects on protein dynamics in response to mechanical stress. Here, the PDZ domain-containing SYNPO2b variant showed slower dynamics in FRAP assays than the PDZ-less SYNPO2 variants and mechanical stress had an impact on the short but not the long SYNPO2 isoforms. By contrast, the recovery of SYNPO2b is strongly depending on protein synthesis. Our data imply that lesions are a degradation-independent compartment stabilising local myofibrillar damage induced by mechanical stress. The role of podins in this process is further emphasised by the fulminant increase in lesion formation in SYNPO2 knockdown cells. Phosphoproteome analyses revealed complex contraction-induced phosphorylation patterns in myotubes, and for some of these we showed an impact on protein-protein interactions. The overall importance of the podin protein family is further highlighted by the identification of mutations in the SYNPO2 gene in nephrotic syndrome patients. A major focus of the planned work program will be to confine distinct and overlapping functions of the podin proteins. In particular, we will establish how contraction-induced (de)phosphorylations regulate protein interactions of podin proteins and what their respective functional impact is. Biochemical analyses of protein complexes will be complemented with light microscopical analyses including FRAP and BiFC in conjunction with EPS and podin protein knockdown cells. Of particular interest will further be to elucidate the role of podin proteins regarding the newly dicovered links to phosphoinositide signaling and calcineurin signaling, as well as the direct link to YAP/TAZ signaling. Our collaborations in this research unit will enable us to unravel the key functions of podin proteins for the regulation of protein homeostasis and signalling under conditions of mechanical stress in muscle.
Podin蛋白(SYNPO, SYNPO2, SYNPO2L)是参与与机械应力相关的多种细胞活动的多接头蛋白:通过与丝蛋白,α -肌动蛋白和肌动蛋白结合,Podin蛋白的一个亚群有助于肌动蛋白的细胞骨架结构,而其他Podin蛋白通过伴侣辅助选择性自噬(CASA)和机械应力下的信号传导参与丝蛋白的蛋白质稳态。在第一个资助期,我们建立了细胞类型特异性的podin异构体表达模式,并鉴定了重要的新的podin蛋白相互作用:(1)SYNPO2 PDZ结构域与YAP/TAZ转录因子的相互作用,(2)SYNPO2和SYNPO2L与钙调神经磷酸酶抑制剂calsarcin的结合,(3)磷酸化调节的lc3结合,(4)SYNPO2中的磷酸肌肽识别基序。双分子荧光互补显示,SYNPO2亚型特异性相互作用将BAG3导向肌纤维z盘或收缩性病变。利用电脉冲刺激(EPS)研究机械应力下蛋白质的差异表达、磷酸化蛋白质组的变化以及对蛋白质动力学的影响。在FRAP实验中,含有PDZ结构域的SYNPO2b突变体比不含PDZ结构域的SYNPO2突变体表现出更慢的动力学,机械应力对SYNPO2短亚型有影响,而对长亚型没有影响。相比之下,SYNPO2b的恢复强烈依赖于蛋白质合成。我们的数据表明,病变是一种降解无关的室稳定局部肌纤维损伤引起的机械应力。在SYNPO2敲低的细胞中,损伤形成的急剧增加进一步强调了pod在这一过程中的作用。磷酸化蛋白质组分析揭示了肌管中复杂的收缩诱导磷酸化模式,其中一些我们显示了对蛋白质-蛋白质相互作用的影响。在肾病综合征患者中发现的SYNPO2基因突变进一步强调了podin蛋白家族的总体重要性。计划的工作计划的一个主要焦点将是限制不同的和重叠的功能的podin蛋白。特别是,我们将确定收缩诱导(去)磷酸化如何调节足素蛋白的蛋白质相互作用以及它们各自的功能影响。蛋白质复合物的生化分析将辅以光镜分析,包括FRAP和BiFC,以及EPS和podin蛋白敲低细胞。特别感兴趣的将是进一步阐明podin蛋白在新发现的与磷酸肌苷信号和钙调磷酸酶信号的联系方面的作用,以及与YAP/TAZ信号的直接联系。我们在这个研究单位的合作将使我们能够解开podin蛋白在肌肉机械应力条件下调节蛋白质稳态和信号传导的关键功能。

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. Dieter O. Fürst其他文献

Professor Dr. Dieter O. Fürst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. Dieter O. Fürst', 18)}}的其他基金

Coordination project
协调项目
  • 批准号:
    175367718
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Filamin C myopathy: from pathogenic mutations towards novel targeted treatment concepts
Filamin C 肌病:从致病突变到新型靶向治疗概念
  • 批准号:
    149382668
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Funktionelle Analyse der Muskel-Zytoskelett Proteine Xin und XIRP2
肌肉细胞骨架蛋白 Xin 和 XIRP2 的功能分析
  • 批准号:
    22669288
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Molekularer Aufbau, Entwicklung und Regulation der Zell-Matrix Kontakte quergestreifter Muskelzellen
横纹肌细胞细胞-基质接触的分子结构、发育和调节
  • 批准号:
    5301944
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Analyse der in vivo Phosphorylierungen und Identifikation neuer Liganden der M-Bandenproteine Myomesin und M-Protein
M 带蛋白肌球蛋白和 M 蛋白的体内磷酸化分析和新配体的鉴定
  • 批准号:
    5197916
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Functional analysis of the strategic role of Ig-like domain 24 of filamin C
细丝蛋白 C 的 Ig 样结构域 24 的战略作用的功能分析
  • 批准号:
    506117843
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

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
糖尿病ED中成纤维细胞衰老调控内皮细胞线粒体稳态失衡的机制研究
  • 批准号:
    82371634
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
TIPE2调控巨噬细胞M2极化改善睑板腺功能障碍的作用机制研究
  • 批准号:
    82371028
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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
Got2基因对浆细胞样树突状细胞功能的调控及其在系统性红斑狼疮疾病中的作用研究
  • 批准号:
    82371801
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
精氨酸调控骨髓Tregs稳态在脓毒症骨髓功能障碍中的作用研究
  • 批准号:
    82371770
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
亚低温调控颅脑创伤急性期神经干细胞Mpc2/Lactate/H3K9lac通路促进神经修复的研究
  • 批准号:
    82371379
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PfAP2-R介导的PfCRT转录调控在恶性疟原虫对喹啉类药物抗性中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82372275
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
α-酮戊二酸调控ACMSD介导犬尿氨酸通路代谢重编程在年龄相关性听力损失中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
内源性蛋白酶抑制剂SerpinA3N对缺血性脑卒中后血脑屏障的保护作用及其表达调控机制
  • 批准号:
    82371317
  • 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

Conference: 2024 Thiol-Based Redox Regulation and Signaling GRC and GRS: Mechanisms and Consequences of Redox Signaling
会议:2024年基于硫醇的氧化还原调节和信号传导GRC和GRS:氧化还原信号传导的机制和后果
  • 批准号:
    2418618
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference: 2024 Post-Transcriptional Gene Regulation Gordon Research Conference and Seminar: The Versatility of RNA in the Living World
会议:2024年转录后基因调控戈登研究会议及研讨会:RNA在生活世界中的多功能性
  • 批准号:
    2422760
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Investigating the potential for developing self-regulation in foreign language learners through the use of computer-based large language models and machine learning
通过使用基于计算机的大语言模型和机器学习来调查外语学习者自我调节的潜力
  • 批准号:
    24K04111
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
p53PRISM: Regulation of life-and-death decisions by conformational switches
p53PRISM:构象开关调节生死决定
  • 批准号:
    EP/Z000823/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
BRIDGEGAP - Bridging the Gaps in Evidence, Regulation and Impact of Anticorruption Policies
BRIDGEGAP - 缩小反腐败政策的证据、监管和影响方面的差距
  • 批准号:
    10110711
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    EU-Funded
Small Molecule Degraders of Tryptophan 2,3-Dioxygenase Enzyme (TDO) as Novel Treatments for Neurodegenerative Disease
色氨酸 2,3-双加氧酶 (TDO) 的小分子降解剂作为神经退行性疾病的新疗法
  • 批准号:
    10752555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
The mechanism of CELF1 upregulation and its role in the pathogenesis of Myotonic Dystrophy Type 1
CELF1上调机制及其在强直性肌营养不良1型发病机制中的作用
  • 批准号:
    10752274
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Examining the Function of a Novel Protein in the Cardiac Junctional Membrane Complex
检查心脏连接膜复合体中新型蛋白质的功能
  • 批准号:
    10749672
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
NSF PRFB FY23: Cross-species gene regulation of a plant-fungal symbiosis under environmental stress
NSF PRFB FY23:环境胁迫下植物-真菌共生的跨物种基因调控
  • 批准号:
    2305481
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship Award
Regulation of Linear Ubiquitin Signaling in Innate Immunity
先天免疫中线性泛素信号传导的调节
  • 批准号:
    MR/X036944/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了