Structural and functional studies of the TRPM2 channel

TRPM2通道的结构和功能研究

基本信息

  • 批准号:
    10413415
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Body temperature is strictly maintained in a narrow range to protect the delicate nerves in the brain and other body tissues, because improper body temperature gives rise to fever, brain injury, and stroke. TRPM2 is the major warmth-sensing receptor in the brain regulating core body temperature and preventing overheating as fever occurs. TRPM2 is a Ca2+-permeable, nonselective ion channel that is highly expressed in brain but is also found in the heart, vascular and smooth muscle, and immune cells. It is uniquely activated by Ca2+ and ADP ribose (ADPR), a product of the metabolism of NAD+ and a secondary messenger released upon oxidative stress. The activation of TRPM2 results in both Ca2+ entry across the plasma membrane and Ca2+ release from lysosomes. Therefore, TRPM2 plays fundamental role in Ca2+-dependent array of physiological processes and cellular functions from insulin secretion to immune response to cell death. It has been implicated in Alzheimer disease, stroke, and other neurodegenerative diseases. TRPM2 belongs to the TRPM (melastatin-like transient receptor potential) subfamily of the TRP superfamily. Despite sharing the characteristic TRPM N-terminal homology regions (MHRs) and C-terminal coiled-coil domains, TRPM2 is uniquely assembled with a C-terminal NHDT9-H domain, a homolog to the human mitochondrial ADP-ribose pyrophosphatase NUDT9. Functional studies, including binding assays, electrophysiology, and molecular simulations, provided a consensus view that ADPR binds to the NUDT9-H domain, but proof of the ADPR binding site is lacking, and the molecular basis for the action of the agonist ADPR on TRPM2 in the presence of calcium remains unknown. The gating of TRPM2 is further modulated by many molecules and ions that range from protons to nucleotides (cyclic ADPR, AMP, 8-Br-cADPR) to curcumin (which is isolated from rhizomes of Curcuma longa), acting by way of multiple mechanisms. At present, we don’t know where these molecules and ions bind to TRPM2 or how they activate the channel or modulate its function. We have obtained two cryo-EM structures of zebrafish TRPM2 in the apo/closed and ADPR/Ca2+-bound open state, with the latter representing the first active state of TRPM family members. We identified a novel ADPR binding site that is located outside the NUDT9-H domain and was completely unknown before. Building on this preliminary data, we propose to continue the structural studies of TRPM2 combined with complementary electrophysiology experiments, binding assays, and X-ray crystallography, which will define the molecular basis for a comprehensive gating mechanism and pharmacology. These advances will provide a solid foundation for developing new drugs against neurodegenerative diseases and for a deeper understanding the function of the entire TRPM family.
项目概要 体温严格维持在一个狭窄的范围内,以保护大脑和其他脆弱的神经 身体组织,因为体温不当会引起发烧、脑损伤和中风。 TRPM2 是 大脑中主要的温感受体,调节核心体温并防止过热 出现发烧现象。 TRPM2 是一种 Ca2+ 渗透性、非选择性离子通道,在大脑中高度表达,但 还存在于心脏、血管和平滑肌以及免疫细胞中。它是由 Ca2+ 独特激活的 ADP 核糖 (ADPR) 是 NAD+ 代谢的产物,是 NAD+ 释放的第二信使。 氧化应激。 TRPM2 的激活导致 Ca2+ 穿过质膜和 Ca2+ 从溶酶体中释放。因此,TRPM2 在 Ca2+ 依赖的一系列生理功能中发挥着重要作用。 从胰岛素分泌到免疫反应再到细胞死亡的过程和细胞功能。它一直 与阿尔茨海默病、中风和其他神经退行性疾病有关。 TRPM2 属于 TRP 超家族的 TRPM(类褪黑素瞬时受体电位)亚家族。 尽管共享 TRPM N 端同源区 (MHR) 和 C 端卷曲螺旋的特征 TRPM2 独特地与 C 端 NHDT9-H 结构域组装在一起,该结构域与人类 线粒体 ADP-核糖焦磷酸酶 NUDT9。功能研究,包括结合测定, 电生理学和分子模拟提供了 ADPR 与 NUDT9-H 结合的共识 域,但缺乏 ADPR 结合位点的证据,并且缺乏激动剂作用的分子基础 ADPR 在钙存在下对 TRPM2 的影响仍然未知。 TRPM2 的门控进一步调制 由从质子到核苷酸(环状 ADPR、AMP、8-Br-cADPR)的许多分子和离子 姜黄素(从姜黄根茎中分离出来),通过多种机制发挥作用。在 目前,我们不知道这些分子和离子在哪里与 TRPM2 结合,也不知道它们如何激活通道或 调节其功能。 我们获得了斑马鱼TRPM2的两种冷冻电镜结构:apo/封闭结构和ADPR/Ca2+结合开放结构 状态,后者代表 TRPM 家族成员的第一个活跃状态。我们发现了一种新颖的 ADPR 位于 NUDT9-H 结构域之外且之前完全未知的结合位点。建立在 根据初步数据,我们建议继续结合互补的 TRPM2 结构研究 电生理学实验、结合测定和 X 射线晶体学,这将定义分子 综合门控机制和药理学的基础。这些进步将为 开发抗神经退行性疾病新药和更深入了解的基础 整个 TRPM 系列的功能。

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 }}

Juan Du其他文献

Akt regulates the fertility of Coridius chinensis by insulin signaling pathway
阿克泰通过胰岛素信号通路调控中华稻蝗的生殖力
  • DOI:
    10.1038/s41598-024-78416-0
  • 发表时间:
    2024-11-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.900
  • 作者:
    Jinyu Feng;Juan Du;Shangwei Li;Xingxing Chen
  • 通讯作者:
    Xingxing Chen

Juan Du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('Juan Du', 18)}}的其他基金

Structural Basis of Nociceptor Channel TRPM3 gating and pharmacology
伤害感受器通道 TRPM3 门控和药理学的结构基础
  • 批准号:
    10735377
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Deep-learning methods based computational modeling
基于深度学习方法的计算建模
  • 批准号:
    10816248
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Activation and Inhibition Mechanisms of Calcium-Activated Nonselective Cation Channels
钙激活非选择性阳离子通道的激活和抑制机制
  • 批准号:
    10629410
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Activation and Inhibition Mechanisms of Calcium-Activated Nonselective Cation Channels
钙激活非选择性阳离子通道的激活和抑制机制
  • 批准号:
    10503201
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Structural and functional studies of the TRPM2 channel
TRPM2通道的结构和功能研究
  • 批准号:
    10604261
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Structural and functional studies of the TRPM2 channel
TRPM2通道的结构和功能研究
  • 批准号:
    9896879
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Structural and functional studies of the TRPM2 channel
TRPM2通道的结构和功能研究
  • 批准号:
    10386771
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:

相似国自然基金

Agonist-GPR119-Gs复合物的结构生物学研究
  • 批准号:
    32000851
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

S1PR1 agonistによる脳血液関門制御を介した脳梗塞の新規治療法開発
S1PR1激动剂调节血脑屏障治疗脑梗塞新方法的开发
  • 批准号:
    24K12256
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
AHR agonistによるSLE皮疹の新たな治療薬の開発
使用 AHR 激动剂开发治疗 SLE 皮疹的新疗法
  • 批准号:
    24K19176
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Evaluation of a specific LXR/PPAR agonist for treatment of Alzheimer's disease
特定 LXR/PPAR 激动剂治疗阿尔茨海默病的评估
  • 批准号:
    10578068
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
AUGMENTING THE QUALITY AND DURATION OF THE IMMUNE RESPONSE WITH A NOVEL TLR2 AGONIST-ALUMINUM COMBINATION ADJUVANT
使用新型 TLR2 激动剂-铝组合佐剂增强免疫反应的质量和持续时间
  • 批准号:
    10933287
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Targeting breast cancer microenvironment with small molecule agonist of relaxin receptor
用松弛素受体小分子激动剂靶向乳腺癌微环境
  • 批准号:
    10650593
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
AMPKa agonist in attenuating CPT1A inhibition and alcoholic chronic pancreatitis
AMPKa 激动剂减轻 CPT1A 抑制和酒精性慢性胰腺炎
  • 批准号:
    10649275
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
A randomized double-blind placebo controlled Phase 1 SAD study in male and female healthy volunteers to assess safety, pharmacokinetics, and transient biomarker changes by the ABCA1 agonist CS6253
在男性和女性健康志愿者中进行的一项随机双盲安慰剂对照 1 期 SAD 研究,旨在评估 ABCA1 激动剂 CS6253 的安全性、药代动力学和短暂生物标志物变化
  • 批准号:
    10734158
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Investigating mechanisms underpinning outcomes in people on opioid agonist treatment for OUD: Disentangling sleep and circadian rhythm influences on craving and emotion regulation
研究阿片类激动剂治疗 OUD 患者结果的机制:解开睡眠和昼夜节律对渴望和情绪调节的影响
  • 批准号:
    10784209
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
A novel nanobody-based agonist-redirected checkpoint (ARC) molecule, aPD1-Fc-OX40L, for cancer immunotherapy
一种基于纳米抗体的新型激动剂重定向检查点 (ARC) 分子 aPD1-Fc-OX40L,用于癌症免疫治疗
  • 批准号:
    10580259
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
Identification and characterization of a plant growth promoter from wild plants: is this a novel plant hormone agonist?
野生植物中植物生长促进剂的鉴定和表征:这是一种新型植物激素激动剂吗?
  • 批准号:
    23K05057
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了