Regulation of eEF-2K an Energy and Nutrient Sensor

能量和营养传感器 eEF-2K 的调节

基本信息

  • 批准号:
    10658322
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-15 至 2025-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

There is a compelling need to decipher the role of the dysregulation of translation elongation in various chronic neurological conditions and many cancers. The long-term goal driving the proposed research is to help develop therapeutic strategies targeting eEF2K for treating progressive neurodegenerative diseases and malignancies. The overall objectives of this application are to (i) characterize the kinetic mechanism of eEF2K activation and regulation and (ii) elucidate the structural basis for the regulation of eEF2K by divalent cations, pH, ADP, and specific post-translational modifications. The central hypothesis is that calmodulin (CaM) binding activates eEF2K by profoundly altering its conformational dynamics, leading to a state capable of efficient phosphoryl transfer. Multiple regulatory inputs control the attainment of this state. The rationale is that understanding the mechanism of eEF2K regulation is necessary to provide a robust scientific framework for developing novel therapeutic approaches targeting neurodegenerative diseases and cancer. The central hypothesis will be tested through two specific aims: (1) to define the kinetic mechanism of activation of eEF2K by calmodulin and the kinetic basis for the modulation of its activity, (2) to determine the structural and dynamic basis of how specific inputs and post-translational modifications regulate the stability of active states of eEF2K. In the first aim, presteady state kinetics will define the precise allosteric mechanism of eEF2K activation and modulation of its activity. The second aim will determine the modulatory effects of specific post-translational modifications and other regulatory inputs in affecting the CaM sensitivity of the active state using a variety of structural approaches. The findings from both aims will be validated by characterizing eEF2K activation and activity in mammalian cells. In our opinion, the research proposed in this application is innovative because it focuses on understanding the relationships between the structural dynamics and the temporal control of eEF2K in mammalian cells using a unique combination of techniques integrated over multiple length scales from the atomic to the cellular. The proposed research is significant because it is expected to provide new insight into the cellular regulation of protein translation by eEF2K and provide critical advancement in understanding various eEF2K-driven pathologies.
迫切需要破译翻译伸长失调在各种慢性神经系统疾病和许多癌症中的作用。推动拟议研究的长期目标是帮助开发针对 eEF2K 的治疗策略,以治疗进行性神经退行性疾病和恶性肿瘤。本申请的总体目标是 (i) 表征 eEF2K 激活和调节的动力学机制,以及 (ii) 阐明二价阳离子、pH、ADP 和 特定的翻译后修饰。中心假设是钙调蛋白 (CaM) 结合通过深刻改变 eEF2K 的构象动力学来激活 eEF2K,从而形成能够有效磷酰基转移的状态。多种监管投入控制着这种状态的实现。其基本原理是,了解 eEF2K 调节机制对于开发针对神经退行性疾病和癌症的新型治疗方法提供强大的科学框架是必要的。中心假设将通过两个具体目标进行检验:(1) 定义钙调蛋白激活 eEF2K 的动力学机制以及 (2) 确定特定输入和翻译后修饰如何调节 eEF2K 活性状态稳定性的结构和动态基础。第一个目标是,前稳态动力学将定义 eEF2K 激活及其活性调节的精确变构机制。第二个目标将使用各种结构方法确定特定翻译后修饰和其他调节输入在影响活性状态的 CaM 敏感性方面的调节作用。这两个目标的发现将通过表征哺乳动物细胞中的 eEF2K 激活和活性来验证。 我们认为,该申请中提出的研究具有创新性,因为它侧重于使用从原子到细胞的多个长度尺度上集成的独特技术组合来理解哺乳动物细胞中 eEF2K 的结构动力学和时间控制之间的关系。拟议的研究意义重大,因为它有望为 eEF2K 对蛋白质翻译的细胞调节提供新的见解,并为理解各种 eEF2K 驱动的病理学提供关键进展。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ADP enhances the allosteric activation of eukaryotic elongation factor 2 kinase by calmodulin.
Structure of the complex between calmodulin and a functional construct of eukaryotic elongation factor 2 kinase bound to an ATP-competitive inhibitor.
  • DOI:
    10.1016/j.jbc.2023.104813
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Piserchio, Andrea;Isiorho, Eta A;Dalby, Kevin N;Ghose, Ranajeet
  • 通讯作者:
    Ghose, Ranajeet
Quantification of ERK Kinase Activity in Biological Samples Using Differential Sensing.
使用差分传感定量生物样品中的 ERK 激酶活性。
  • DOI:
    10.1021/acschembio.9b00580
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zamora-Olivares,Diana;Kaoud,TamerS;Zeng,Lingyu;Pridgen,JaceyR;Zhuang,DeborahL;Ekpo,YakndaraE;Nye,JessicaR;Telles,Mitchell;Anslyn,EricV;Dalby,KevinN
  • 通讯作者:
    Dalby,KevinN
Raf protomers: Drug binding preferences in living cells.
Raf 原体:活细胞中的药物结合偏好。
  • DOI:
    10.1016/j.chembiol.2023.10.002
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Dalby,KevinN
  • 通讯作者:
    Dalby,KevinN
Steady State and Time-Dependent Fluorescent Peptide Assays for Protein Kinases.
蛋白激酶的稳态和时间依赖性荧光肽测定。
  • DOI:
    10.1002/cpz1.998
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sammons,RaeM;Devkota,AshwiniK;Kaoud,TamerS;Warthaka,Mangalika;Cho,EunJeong;Dalby,KevinN
  • 通讯作者:
    Dalby,KevinN
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    2001
  • 资助金额:
    $ 42.75万
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  • 批准号:
    6727675
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 42.75万
  • 项目类别:
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