Biology of Native Alpha-Synuclein Tetramers in Parkinson's Disease

天然 α-突触核蛋白四聚体在帕金森病中的生物学

基本信息

  • 批准号:
    8631204
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-02-01 至 2019-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Pathogenic aggregation of ¿-synuclein (¿Syn) is increasingly implicated in familial and sporadic Parkinson's disease (PD) and other human synucleinopathies. Based largely on studies of the recombinant protein, ¿Syn has long been defined as a "natively unfolded" monomer of 14 kD that is believed to acquire secondary (¿- helical) structure only upon binding to certain lipid vesicles. In contrast, our lab discovered in 2011 that endogenous ¿Syn isolated under non-denaturing conditions from living human cells and neuronal lines occurs principally as a helically-folded tetramer of ~60 kD 1. Multiple methods, including sedimentation equilibrium analysis by analytical ultracentrifugation, scanning transmission electron microscopy, mass spectrometry and circular dichroism, established the existence of an ¿-helically folded tetramer. Not unexpectedly, this discovery engendered controversy, but we have recently completed an extensive analysis of living cells (including neurons) using in vivo crosslinking that has confirmed that the principal form of native ¿Syn in intact cells is a 60 kD tetramer. Also, 3 other labs recently provided evidence for the occurrence of ¿-helical oligomeric structures based on certain methods of preparing ¿Syn 4-6. If this finding that endogenous ¿Syn exists as a helically-folded tetramer can be further extended, it will have major implications for the biology of ¿Syn in health and disease, as the reviewers of our first version of this application recognized. A central concept of human neurodegenerative diseases -- that normally soluble proteins (¿Syn, tau, A¿, etc.) can misfold and aggregate into neurotoxic species - depends on understanding the normal state of the protein and what "misfolding" and "aggregation" actually mean. Accordingly, we propose an integrated series of entirely novel Specific Aims to characterize the dynamic relationship of the metastable ¿Syn tetramers to the unfolded monomer believed to be the native structure of ¿Syn since its description 20 years ago. Aim 1 Raise conformation-specific monoclonal antibodies to purified ¿Syn tetramers as key tools for all Aims. Aim 2 Examine the effects of four PD-causing missense mutations and certain structure-altering artificial mutations on the kinetic equilibrium of tetramers and monomers in intact cells. Aim 3 Study the biochemical mechanism and dynamics of the assembly of freshly synthesized monomers into tetramers (and other oligomers), their stability in the cell, and their subsequent disassembly. Aim 4 Purify endogenous human ¿Syn from normal and diseased (DLB) brains to establish its structure and assembly state in the most disease-relevant organ; then, systematically analyze its biochemical properties. We have made major progress towards these Aims since our first submission (see Preliminary Data). Our work elucidates the dynamic relationship between metastable physiological (¿-helical) oligomers, unfolded monomers, and abnormally folded (¿-sheet-rich) oligomers of ¿Syn in human cells and brain, with attendant mechanistic and therapeutic implications for PD.
<$-突触核蛋白(<$Syn)的致病性聚集越来越多地与家族性和散发性帕金森病有关 疾病(PD)和其他人类突触核蛋白病。主要基于对重组蛋白的研究, 长期以来被定义为14 kD的“天然未折叠”单体,据信其获得二级(- 螺旋)结构。相反,我们的实验室在2011年发现, 在非变性条件下从活的人类细胞和神经元系中分离的内源性Syn 主要作为~60 kD 1的螺旋折叠四聚体。多种方法,包括沉降平衡 通过分析性超离心、扫描透射电子显微镜、质谱和 圆二色性,建立了一个<$-螺旋折叠四聚体的存在。不出意料,这一发现 引起了争议,但我们最近完成了对活细胞的广泛分析(包括 神经元)使用体内交联,已经证实了完整细胞中天然Syn的主要形式是一种 60 kD四聚体。此外,其他3个实验室最近提供的证据表明, 基于某些制备Syn 4-6的方法的结构。如果这一发现,内源性合成酶存在作为一个 螺旋折叠的四聚体可以进一步延伸,这将对生物学的重要影响, 健康和疾病,正如我们的第一个版本的这个应用程序的评审员所认识到的那样。的核心概念 人类神经退行性疾病--通常可溶性蛋白质(Syn、tau、A等)可能会折叠错误, 聚集成神经毒性物质-取决于了解蛋白质的正常状态, “错误折叠”和“聚合”实际上意味着。因此,我们提出了一个完整的系列, 具体目的是表征亚稳态的Syn四聚体与未折叠的Syn四聚体的动态关系。 自20年前描述以来,被认为是Synn的天然结构。目标1加注 构象特异性单克隆抗体纯化的Syn四聚体作为所有目标的关键工具。目的2 检查四种导致PD的错义突变和某些改变结构的人工突变的影响 对完整细胞中四聚体和单体的动力学平衡的影响。目的3研究其生化机制 和动力学的组装新合成的单体成四聚体(和其他低聚物),其 在细胞中的稳定性,以及它们随后的分解。目的4从正常人中纯化内源性人Syn 和患病(DLB)的大脑,以建立其结构和组装状态在最疾病相关的器官; 系统分析其生化特性。我们在实现这些目标方面取得了重大进展 自我们首次提交以来(见初步数据)。我们的工作阐明了 亚稳态生理(<$-螺旋)寡聚体、未折叠单体和异常折叠(<$-片层丰富) 在人类细胞和大脑中的Syn寡聚体,伴随着PD的机制和治疗意义。

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 }}

DENNIS J SELKOE其他文献

DENNIS J SELKOE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('DENNIS J SELKOE', 18)}}的其他基金

A new look at mechanism-based Alzheimer's Disease biomarkers in blood
对血液中基于机制的阿尔茨海默病生物标志物的新认识
  • 批准号:
    9763401
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Pathological Changes of Alpha-Synuclein Structure in the Brain
大脑α-突触核蛋白结构的病理变化
  • 批准号:
    9788107
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Pathogenic Mechanisms of Cell-Derived Abeta Oligomers
细胞源性 Abeta 寡聚物的致病机制
  • 批准号:
    8337011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
AMYLOID B-PROTEIN AND IMMUNE MARKERS IN HUMAN BLOOD
人类血液中的 B 淀粉样蛋白和免疫标记物
  • 批准号:
    7719366
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Administrative Core
行政核心
  • 批准号:
    7498199
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
AMYLOID B-PROTEIN AND IMMUNE MARKERS IN HUMAN BLOOD
人类血液中的 B 淀粉样蛋白和免疫标记物
  • 批准号:
    7607424
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
PURIFICATION AND RECONSTITUTION OF ACTIVE GAMMA SECRETASE COMPLEX
活性伽玛分泌酶复合物的纯化和重构
  • 批准号:
    7483170
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Pathogenic Mechanisms of Cell-Derived Abeta Oligomers
细胞源性 Abeta 寡聚物的致病机制
  • 批准号:
    7027342
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Alpha-Synuclein, PUFA and Membrane Vesicles-Health/PD
α-突触核蛋白、PUFA 和膜囊泡-健康/PD
  • 批准号:
    7032775
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Pathogenic Mechanisms of Cell-Derived Abeta Oligomers
细胞源性 Abeta 寡聚物的致病机制
  • 批准号:
    7216719
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:

相似海外基金

Development of prevention of Alzheimer's disease using transgenic soybean expressing amyloid beta protein
使用表达β淀粉样蛋白的转基因大豆预防阿尔茨海默病的进展
  • 批准号:
    19K07989
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Collaborative Research: Dynamics of surfactant - amyloid-beta protein interactions during self-assembly
合作研究:自组装过程中表面活性剂 - 淀粉样蛋白 - β 蛋白相互作用的动力学
  • 批准号:
    1802641
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Dynamics of surfactant - amyloid-beta protein interactions during self-assembly
合作研究:自组装过程中表面活性剂 - 淀粉样蛋白 - β 蛋白相互作用的动力学
  • 批准号:
    1802588
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Dynamics of surfactant - amyloid beta protein interactions during self-assembly
合作研究:自组装过程中表面活性剂-淀粉样β蛋白相互作用的动力学
  • 批准号:
    1802793
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Analysis of a new mechanism to specifically inhibit amyloid-beta protein production
特异性抑制β-淀粉样蛋白产生的新机制分析
  • 批准号:
    18K14883
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Aggregation of amyloid-beta protein on size-controlled lipid nanoparticles
淀粉样β蛋白在尺寸控制的脂质纳米颗粒上的聚集
  • 批准号:
    16K18860
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Structure and molecular interactions in aggregation of amyloid beta protein
β淀粉样蛋白聚集的结构和分子相互作用
  • 批准号:
    26860020
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
A novel therapeutic strategy for Alzheimer's disease based on the promotion of clearance mechanism of amyloid beta protein
基于促进β淀粉样蛋白清除机制的阿尔茨海默病新治疗策略
  • 批准号:
    26670126
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Amyloid Beta-Protein: Wild Type and Familial Mutant Assembly and Inhibition
β-淀粉样蛋白:野生型和家族突变体的组装和抑制
  • 批准号:
    8728102
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
Amyloid Beta-Protein: Wild Type and Familial Mutant Assembly and Inhibition
β-淀粉样蛋白:野生型和家族突变体的组装和抑制
  • 批准号:
    9110110
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 36.82万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了