The molecular architecture and mechanism of the Proton Activated Chloride (PAC) Channel.

质子活化氯化物 (PAC) 通道的分子结构和机制。

基本信息

  • 批准号:
    10311483
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.01万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-09-28 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Ischemic strokes can cause long-term cognitive damage, leading to reduced mobility in nearly half of stroke survivors. Brain tissue damage that occurs during and preceding an ischemic event is often largely in part due to severe local tissue acidosis. While the molecular mechanism of how acidosis leads to tissue damage is largely unknown, proton-gated ion channels are thought to play a role. A novel proton-gated chloride channel has been recently identified as the previously uncharacterized gene, TMEM206, now commonly referred to as the Proton-Activated Chloride (PAC) Channel. While recent studies have implicated PAC in acid-induced cell death, there exists no molecular justification of the channel’s proton-activated chloride currents. This proposal will integrate electrophysiological, biochemical, and high-resolution structural experiments to elucidate the structure-based mechanisms that govern the function of PAC. In support of this goal, I will first obtain the high- resolution structures of PAC’s resting and active functional state using single particle cryo-electron microscopy (Cryo-EM). These structures will provide fundamental insights into the architecture, stoichiometry, and unique protein folding of PAC. This information will also expand our knowledge surrounding the physical and chemical properties of proton-gated ion channels, as well as broadly inform the structure/function relationship of ion channels. I will then ascertain the molecular underpinnings of PAC’s pH-dependent mechanism and pore properties by probing PAC’s function using structure-directed mutagenesis and electrophysiological experiments. These experiments will establish a link between the molecular architecture and physiology of PAC. Ultimately, this proposal will define structure-based, biochemical mechanisms for PAC’s function, which will lay the foundation for future studies and may inform the development of therapeutic agents to mitigate neuronal damage in ischemic events. As a neuroscience graduate student whose goal is to become an independent academic scientist that will study the structure/function of ligand-gated ion channels of the nervous system, this project will directly expand my knowledge base and technical skillset in ion channels, membrane protein biochemistry, electrophysiology, and cryo-EM. The study into the molecular architecture and mechanism of PAC will be pursued under the mentorship of Dr. Eric Gouaux, an expert in ligand-gated ion channels and leader in membrane protein structural biology. Dr. Gouaux is a senior scientist at the Vollum Institute at OHSU, an electrophysiology powerhouse that is home to one of three national centers for Cryo-EM, Pacific Northwest Center for Cryo-EM (PNCC). Taken together, the project will not only illuminate critical insights into a novel proton-activated channel, but will also provide me with the necessary knowledge, biophysical tool-kit, and professional skills I need to achieve my long-term career goal.
项目摘要 缺血性中风会导致长期认知损害,从而导致几乎一半的流动性降低 中风存活。脑组织损伤在缺血事件之前和之前发生的脑组织损伤通常很大。 由于严重的局部组织酸中毒。而酸中毒如何导致组织损伤的分子机制是 人们认为,质子门控的离子通道在很大程度上扮演了角色。一种新型的质子门控氯化物通道 最近已被鉴定为先前未表征的基因TMEM206,现在通常称为 质子活化的氯化物(PAC)通道。虽然最近的研究已经在酸诱导的细胞中实施了PAC 死亡,没有任何分子依据对通道的质子激活的氯水流。这个建议 将整合电生理,生化和高分辨率结构实验,以阐明 控制PAC功能的基于结构的机制。为了支持这个目标,我将首先获得高级 使用单个粒子冷冻电子显微镜的PAC静止和主动功能状态的分辨率结构 (Cryo-Em)。这些结构将为建筑,化学计量和独特的建筑提供基本见解 PAC的蛋白质折叠。这些信息还将扩大我们围绕物理和化学的知识 质子门控离子通道的特性,并广泛地告知离子的结构/功能关系 频道。然后,我将确定PAC pH依赖性机理和孔的分子基础 通过使用结构定向的诱变和电生理探测PAC的功能,属性 实验。这些实验将在PAC的分子结构与生理学之间建立联系。 最终,该建议将定义基于结构的PAC功能的生化机制 未来研究的基础,并可能告知治疗剂的发展以减轻神经元 缺血事件的损害。 作为一名神经科学研究生,其目标是成为一名独立的学术科学家 将研究神经系统配体门控离子通道的结构/功能,该项目将直接 在离子渠道,膜蛋白生物化学中扩展我的知识库和技术技能, 电生理学和冷冻EM。 PAC的分子结构和机制的研究将是 在配体门控离子渠道的专家埃里克·古阿克斯(Eric Gouaux)的心态下追求 膜蛋白结构生物学。 Gouaux博士是OHSU Vollum Institute的高级科学家, 电生理电力公司是太平洋西北部三个国家中心之一的所在地之一 冷冻EM(PNCC)中心。综上所述,该项目不仅会阐明对小说的批判性见解 质子激活的渠道,但也将为我提供必要的知识,生物物理工具套件和 我需要实现长期职业目标所需的专业技能。

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 }}

Makayla Freitas其他文献

Makayla Freitas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('Makayla Freitas', 18)}}的其他基金

The molecular architecture and mechanism of the Proton Activated Chloride (PAC) Channel.
质子活化氯化物 (PAC) 通道的分子结构和机制。
  • 批准号:
    10157439
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 0.01万
  • 项目类别:

相似国自然基金

新生儿高胆红素血症合并酸中毒诱发严重前庭中枢神经毒性的作用机制
  • 批准号:
    81870722
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    53.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AMPK激酶失活在烧伤酸中毒心肌损伤中的重要作用及机制研究
  • 批准号:
    81571903
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
有机阴离子转运蛋白SLC22A在SARA引起的瘤胃短链脂肪酸蓄积中的作用
  • 批准号:
    31460681
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    52.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
ASICs核膜外再分布在颅脑创伤血管源性脑水肿酸中毒微环境中的代谢机制研究
  • 批准号:
    81371454
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NLRP1炎症小体在酸中毒诱导皮层神经元损伤中的作用
  • 批准号:
    81201020
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

GPR4 in blood brain barrier dysfunction in brain ischemia
GPR4在脑缺血血脑屏障功能障碍中的作用
  • 批准号:
    10522141
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 0.01万
  • 项目类别:
GPR4 in blood brain barrier dysfunction in brain ischemia
GPR4在脑缺血血脑屏障功能障碍中的作用
  • 批准号:
    10652655
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 0.01万
  • 项目类别:
Optical interrogation of acid-sensing ion channel activation and desensitization through genetic code expansion
通过遗传密码扩展对酸敏感离子通道激活和脱敏进行光学询问
  • 批准号:
    10312523
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 0.01万
  • 项目类别:
Opioid-induced potentiation of the exercise pressor reflex via acid-sensing ion channels (ASIC3) in health and simulated peripheral artery disease
阿片类药物通过酸敏感离子通道 (ASIC3) 在健康和模拟外周动脉疾病中诱导运动升压反射增强
  • 批准号:
    10593184
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 0.01万
  • 项目类别:
Neuroprotective role of OGR1 in brain ischemia
OGR1在脑缺血中的神经保护作用
  • 批准号:
    10505248
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 0.01万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了