Molecular regulation of the AP2 clathrin adaptor complex

AP2 网格蛋白接头复合物的分子调控

基本信息

  • 批准号:
    9900825
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.53万
  • 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

Abstract    Clathrin-­mediated  endocytosis  is  the  main  port  of  entry  into  our  cells  for  medically  relevant  substances  including  cholesterol-­laden  particles  and  viruses  such  as  influenza  and  hepatitis.  By  engulfing  signaling receptors, this fundamental cellular process also tunes our sensitivity to the potentially pathological  actions  of  growth  factors  and  neuromodulators.  As  such,  understanding  how  the  underlying  endocytic  machinery is regulated promises to reveal novel mechanisms that could be harnessed to control neoplastic,  neurodegenerative,  cardiovascular,  and  viral  diseases.  At  the  heart  of  the  endocytic  process  lies  the  AP2  clathrin  adaptor  complex  which  appears  to  undergo  a  conformational  change  during  vesicle  formation  to  actively  couple  membrane  and  cargo  to  the  clathrin  coat.  Despite  the  central  role  of  AP2,  we  lack  critical  details about how this molecular machine is regulated in vivo and how this regulation influences multicellular  systems.  To  address  this  need,  we  have  developed  innovative  tools  in  C.  elegans  that  allow  us  to  quantify  AP2 activity at multiple levels and have employed deep genetic screens to identify three conserved protein  families  that  appear  to  govern  AP2  conformation  and  activity.  Our  goal  is  to  illuminate  how  these  allosteric  regulators of the endocytic machinery function mechanistically. In Aim 1 we will validate our hypothesis that  adaptiN-­Ear-­Binding Coat-­Associated Proteins (NECAP)s counteract the active (open) conformation of AP2  to  ensure  proper  recycling  of  adaptor  complexes.  We  have  discovered  that  AP2  accumulates  in  an  active  state in NECAP mutants, and that NECAPs specifically bind open, phosphorylated forms of AP2. Using cryo-­ EM we have determined that the phosphorylated AP2 core bound to NECAP is conformationally inactive. We  will validate this structure in vivo and whether it reflects the end product of NECAP activity. Previously it was  thought that membrane phospholipids, cytosolic cargo domains, and phosphorylation by the AP2-­associated  kinase  (AAK1)  activate  AP2.  Our  preliminary  data  indicate  that  a  conserved  region  of  the  membrane-­ associated  Fer/Cip4  Homology  Domain-­only  (FCHo)  proteins  is  required  to  promote  endocytosis  by  converting AP2 to an active complex. We have named this functionally important domain the AP2 Activator,  or  APA.  In  Aim 2  we  will  determine  where  the  APA  binds AP2  using  cryo-­EM  and test  whether  the  APA  is  sufficient to induce a structural rearrangement of AP2, as well as defining the roles of membrane, cargo, and  phosphorylation  in  that  process.  We  will  evaluate  the  physiological  significance  of  AP2  phosphorylation  by  characterizing kinase mutants. In our new Aim 3 we will examine how membrane trafficking influences tissue  physiology using our suite of assays to study a novel mutant in a tissue patterning inversin/nephronophthisis-­ 2 protein called MLT-­4 that phenocopies loss of AP2 activity. The long-­term impact of the proposed research  will be to clarify how fundamental cellular machinery is controlled with spatiotemporal precision in metazoans,  where misregulation leads to important diseases.
摘要 网格蛋白介导的内吞作用是进入我们的细胞进行医学相关的主要端口  物质,包括富含胆固醇的颗粒和病毒,例如流感和肝炎。  通过吞没  信号受体,这个基本的细胞过程也调整我们对潜在病理的敏感性  生长因子和神经调节剂的作用。  因此,了解潜在的内吞作用是如何进行的  机械受到监管,有望揭示可用于控制肿瘤的新颖机制,  神经退行性疾病、心血管疾病和病毒性疾病。  AP2 是内吞过程的核心  网格蛋白接头复合物似乎在囊泡形成过程中经历构象变化  主动将膜和货物耦合到网格蛋白涂层上。  尽管 AP2 发挥着核心作用,但我们缺乏关键的  关于这种分子机器如何在体内调节以及这种调节如何影响多细胞的详细信息  系统。  为了满足这一需求,我们开发了线虫创新工具,使我们能够量化  AP2 活性在多个水平上,并采用深度遗传筛选来鉴定三种保守蛋白质  似乎控制 AP2 构象和活性的家族。  我们的目标是阐明这些变构如何  内吞机制的调节器以机械方式发挥作用。 在目标 1 中,我们将验证我们的假设  适应耳结合涂层相关蛋白 (NECAP) 抵消 AP2 的活性(开放)构象  确保适配器复合物的正确回收。  我们发现 AP2 在活性物质中积累  NECAP 突变体中的状态,并且 NECAP 特异性结合 AP2 的开放磷酸化形式。 使用冷冻- EM 我们已确定与 NECAP 结合的磷酸化 AP2 核心在构象上无活性。 我们  将在体内验证该结构以及它是否反映了 NECAP 活动的最终产品。 以前是  认为膜磷脂、胞质货物结构域和 AP2 相关的磷酸化  激酶 (AAK1) 激活 AP2。  我们的初步数据表明,膜的一个保守区域- 需要关联的 Fer/Cip4 同源域 (FCHo) 蛋白来促进内吞作用  将 AP2 转化为活性复合物。 我们将这个功能上重要的域命名为 AP2 激活器,  或 APA。  在目标 2 中,我们将使用冷冻电镜确定 APA 与 AP2 结合的位置,并测试 APA 是否  足以诱导 AP2 的结构重排,以及定义膜、货物和物质的作用  该过程中的磷酸化。  我们将通过以下方式评估 AP2 磷酸化的生理意义  表征激酶突变体。 在我们的新目标 3 中,我们将研究膜运输如何影响组织  生理学使用我们的检测套件来研究组织模式反转/肾结核中的新型突变体- 2 种称为 MLT-4 的蛋白质,可表现 AP2 活性的丧失。 拟议研究的长期影响  将阐明后生动物中基本的细胞机器是如何通过时空精度进行控制的,  监管不当会导致重大疾病。

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 }}

Gunther Hollopeter其他文献

Gunther Hollopeter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('Gunther Hollopeter', 18)}}的其他基金

Molecular regulation of the AP2 clathrin adaptor complex
AP2 网格蛋白接头复合物的分子调控
  • 批准号:
    10393918
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 36.53万
  • 项目类别:
Molecular regulation of the AP2 clathrin adaptor complex
AP2 网格蛋白接头复合物的分子调控
  • 批准号:
    10369000
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 36.53万
  • 项目类别:
Molecular regulation of the AP2 clathrin adaptor complex
AP2 网格蛋白接头复合物的分子调控
  • 批准号:
    10595520
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 36.53万
  • 项目类别:
Molecular regulation of the AP2 clathrin adaptor complex
AP2 网格蛋白接头复合物的分子调控
  • 批准号:
    10582196
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 36.53万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了