Engineering and Functional Activities of Polysialic Acid

聚唾液酸的工程与功能活性

基本信息

项目摘要

Recent work delivered impressive evidence for multiple functions of the sugar polymer polysialic acid (polySia) in the prevention and therapy of (neuro)inflammatory disorders. Thereby, polySia-functions seem to depend on the chain length. However, the detailed analysis of size-function-relationships of polySia is hampered by the limited availability of these chemically complex compounds. Here we suggest new ways to produce polySia (soluble and protein bound) ideally with defined size and to study in cell-, tissue-, and animal models their biological functions. In more detail we aim to: (i) install polysialylation enzymes with novel enzymatic properties for the synthesis of targeted structures, (ii) generate systems for the efficient in vivo and in vitro synthesis of polySia structures, and (iii) disclose polySia functional activities in selected processes. The objectives will be achieved by: (i) mutational engineering of a bacterial polysialyltransferase, (ii) pathway engineering of Nicotiana benthamiana, a plant species well adapted for glycan engineering and glyco-protein production, (iii) cell and tissue based assays that allow determination of polySia impact on anti-inflammatory activities, (iv) animal models enabling the evaluation of polySias’ impact to protein pharmacokinetic values.This proposal brings together two teams that are leading experts in plant pathway engineering and polySia biology. These complementary expertises allow for a so far unmet multidisciplinary approach to produce polySia-compounds and study functional properties. We expect that the synergistic effect creates a unique competitive advantage, paving new avenues for: (i) the synthesis of complex sugar compounds and the understanding of their biological functions and (ii) the introduction of intricate traits into environmentally friendly organisms (plant pathway engineering).
最近的工作提供了令人印象深刻的证据,证明糖聚合物聚唾液酸(polySia)在预防和治疗(神经)炎症性疾病中的多种功能。因此,聚西亚功能似乎取决于链的长度。然而,由于这些化学复合物的可用性有限,对聚sia的尺寸-功能关系的详细分析受到阻碍。在此,我们提出了一种新的方法来生产具有理想尺寸的聚sia(可溶性和蛋白结合),并在细胞、组织和动物模型上研究其生物学功能。更详细地说,我们的目标是:(i)安装具有新型酶性质的聚唾液酰化酶来合成目标结构,(ii)生成体内和体外高效合成polySia结构的系统,以及(iii)揭示polySia在选定过程中的功能活性。这些目标将通过以下方式实现:(i)细菌多唾液基转移酶的突变工程,(ii)本烟(Nicotiana benthamiana)的途径工程,这是一种非常适合聚糖工程和糖蛋白生产的植物物种,(iii)基于细胞和组织的分析,可以确定polySia对抗炎活性的影响,(iv)能够评估polySia对蛋白质药代动力学值影响的动物模型。该提案汇集了两个团队,他们是植物途径工程和多聚体生物学的领先专家。这些互补的专业知识允许迄今为止尚未满足的多学科方法来生产聚西亚化合物和研究功能特性。我们期望这种协同效应创造出独特的竞争优势,为以下方面开辟新的道路:(i)复杂糖化合物的合成及其生物学功能的理解;(ii)将复杂的性状引入环境友好型生物(植物途径工程)。

项目成果

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Professorin Dr. Rita Gerardy-Schahn其他文献

Professorin Dr. Rita Gerardy-Schahn的其他文献

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Generierung onkolytischer Adenoviren mit Polysialinsäure-restringiertem Infektions- und Replikationsverahlten zur Therapie kleinzelliger Bronchialkarzinome
具有聚唾液酸限制性感染和复制行为的溶瘤腺病毒的产生用于治疗小细胞肺癌
  • 批准号:
    196227931
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Towards 3rd generation scaffolds: Enzyme design for in vitro production of natural and functionalized spolySia
迈向第三代支架:用于体外生产天然和功能化 spolySia 的酶设计
  • 批准号:
    86935417
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Funktion und Regulation des Sialoms in adaptiven, inflammatorischen und regenerativen Prozessen des Myokards
唾液酸酶在心肌适应性、炎症和再生过程中的功能和调节
  • 批准号:
    82493164
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Clinical Research Units
Biotechnological production; protein engineering
生物技术生产;
  • 批准号:
    5432435
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Koordination der Forschungsgruppe 548
548研究组的协调
  • 批准号:
    5441862
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Studies on the controlled degradation of polySia scaffolds
PolySia支架的可控降解​​研究
  • 批准号:
    5432455
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Untersuchungen zu Struktur-Funktions-Beziehungen der CMP-Sialinsäure-Synthetase unter besonderer Berücksichtigung der Kernlokalisation des Enzyms
研究 CMP 唾液酸合成酶的结构与功能关系,特别关注酶的核定位
  • 批准号:
    5236525
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Untersuchungen zur Struktur und Funktion der Golgi-Zuckernucleotid-Transporter für CMP-Sialinsäure und UDP-Galactose
高尔基体CMP-唾液酸和UDP-半乳糖糖核苷酸转运蛋白的结构和功能研究
  • 批准号:
    5198614
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Die Polysialyltransferasen ST8SiaII und ST8SiaIV: Modelle zur Analyse der physiologischen Relevanz und der katalytischen Mechanismen
多唾液酸转移酶 ST8SiaII 和 ST8SiaIV:用于分析生理相关性和催化机制的模型
  • 批准号:
    5255398
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

高维数据的函数型数据(functional data)分析方法
  • 批准号:
    11001084
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Multistage,haplotype and functional tests-based FCAR 基因和IgA肾病相关关系研究
  • 批准号:
    30771013
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Fast Multi-Functional 3D Imaging of Cellular Activities in Deep Tissue
深层组织细胞活动的快速多功能 3D 成像
  • 批准号:
    10861526
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Collaborative Research: TRTech-PGR: PlantSynBio: FuncZyme: Building a pipeline for rapid prediction and functional validation of plant enzyme activities
合作研究:TRTech-PGR:PlantSynBio:FuncZyme:建立植物酶活性快速预测和功能验证的管道
  • 批准号:
    2310396
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: TRTech-PGR: PlantSynBio: FuncZyme: Building a pipeline for rapid prediction and functional validation of plant enzyme activities
合作研究:TRTech-PGR:PlantSynBio:FuncZyme:建立植物酶活性快速预测和功能验证的管道
  • 批准号:
    2310395
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Linking membrane voltage dynamics to fMRI measurement of functional connectivity in resting state and task related activities
将膜电压动力学与静息状态和任务相关活动中功能连接的功能磁共振成像测量联系起来
  • 批准号:
    10751310
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Functional systems of realization of global norms through activities of specialized agencies
通过专门机构的活动实现全球规范的职能系统
  • 批准号:
    23K17281
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Functional analysis of osteocytic membrane vesicles in osteoclast activation under daily activities
日常活动下骨细胞膜囊泡在破骨细胞激活中的功能分析
  • 批准号:
    21H03050
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Functional mechanism underlying Dolutegravir (DTG)-associated developmental CNS abnormalities: Inhibition of matrix metalloproteinases activities
多替拉韦 (DTG) 相关中枢神经系统发育异常的功能机制:抑制基质金属蛋白酶活性
  • 批准号:
    10403013
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
High throughput functional interrogation of transcriptional factor activities underlying human T cell dysfunction using a multiplexed reporter system
使用多重报告系统对人类 T 细胞功能障碍背后的转录因子活性进行高通量功能询问
  • 批准号:
    545609-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Effects of Physical Activities on Pain and Functional Recovery in Low Back Pain
体力活动对腰痛疼痛和功能恢复的影响
  • 批准号:
    10377320
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
High throughput functional interrogation of transcriptional factor activities underlying human T cell dysfunction using a multiplexed reporter system
使用多重报告系统对人类 T 细胞功能障碍背后的转录因子活性进行高通量功能询问
  • 批准号:
    545609-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
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