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代谢应激因素促进SENP1磷酸化并调控线粒体功能的作用与机制研究

批准号:
32070759
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王田实
依托单位:
学科分类:
细胞代谢、应激及稳态调控
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王田实

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
我们前期研究证实SUMO化特异性蛋白酶SENP1能够去除线粒体去乙酰化酶Sirt3的SUMO化修饰,从而影响线粒体蛋白的乙酰化修饰和线粒体的代谢活性;同时发现一些代谢应激因素能够促进SENP1进入线粒体,并且SENP1进入线粒体与其S180位点的磷酸化有密切关系,S180的突变能够抑制SENP1进入线粒体并影响线粒体的代谢活性。基于这些前期工作,我们推测代谢应激因素通过促进SENP1磷酸化修饰调控了其进入线粒体,并影响线粒体的代谢和功能。在本课题中,我们拟将研究:1.代谢应激因素调控SENP1磷酸化和进入线粒体的分子机制;2.SENP1磷酸化修饰对线粒体功能的调控作用及分子基础;3.调控SENP1磷酸化的小分子化合物的筛选。通过本项研究,我们期望更深入的阐明SENP1-Sirt3信号通路对线粒体的调控作用及生理病理意义。
英文摘要
Our studies find that the SUMO-specific protease 1 (SENP1) can deSUMOylate the mitochondrial deacetylase Sirt3, regulate the mitochondrial proteins acetylation level and then affect the stress induced mitochondrial adaptation. Upon certain metabolic stress, it is found that SENP1 can translocate into mitochondria and initiate the process of mitochondrial proteins deSUMOylation. Importantly, we find that SENP1 S180 is a key phosphorylation site to carry out its translocation. Based on these previous works, we propose that metabolic stress factors may promote SENP1 S180 phosphorylation and translocation, and then affect the mitochondrial metabolism and function. In this project, we will focus on the following points: 1. The molecular mechanism of SENP1 S180 phosphorylation and translocation into mitochondria upon metabolic stress; 2. The regulation and molecular basis of SENP1 S180 phosphorylation on mitochondrial function; 3. Screening and application of small molecule compounds that regulate SENP1 S180 phosphorylation. In this study, we expect to further elucidate the roles of SENP1-Sirt3 signaling pathway in the regulation of mitochondrial functions and its physiological and pathological significance.
本项目期望阐明代谢因素促进SENP1磷酸化并调控线粒体功能的作用与机制,筛选到能够调控SENP1进入线粒体的上游因子和化合物进而改善线粒体功能和机体健康。前期研究发现在营养应激下SENP1能够发生S180 位点的磷酸化修饰。在本项目中,我们建立了磷酸激酶shRNA文库进一步确定了催化SENP1S180磷酸化修饰的磷酸激酶AMPK,通过AMPK的激动剂和抑制剂明确了它是调控SENP1进入线粒体的关键上游因子。然后,我们又发现了SENP1与HSP90之间存在相互作用,明确了HSP90能够介导SENP1由线粒体蛋白转运复合体进入线粒体中。同时,通过质谱分析了卡路里限制下SENP1相互作用蛋白的变化,发现了调控SENP1进入线粒体的关键磷酸酶PP2A。于是,构建了模拟SENP1-Sirt3激活和阻碍SENP1进入线粒体的小鼠,应用质谱技术分析获得了SENP1进入线粒体能够影响的线粒体乙酰化蛋白信息。通过对记忆T淋巴细胞、巨噬细胞和肾小管上皮细胞的分析帮助我们明确了SENP1进入线粒体对线粒体功能的调控作用与生理意义。通过构建靶向SENP1S180磷酸化的化合物筛选体系,筛选到了目标化合物并进一步优化了化合物调控SENP1S180磷酸化的特异性和应用潜力。在此基础上进行了初步的毒性与有效性测试分析,明确了口服给药的最佳浓度和时间。最终,我们获得了能够激活AMPK-pSENP1S180和抑制PP2A-pSENP1S180的新型化合物,我们对小鼠口服给药后发现肝脏线粒体功能显著增强,对细胞处理后发现能够改善复制衰老后的线粒体功能。以此为基础,我们期望更全面的评估化合物对小鼠各个脏器的影响、对疾病的治疗程度、对组织损伤的修复效果以及对机体衰老的改善作用。在本项目执行期间,发表了七篇高水平相关研究论文并培养了一名博士研究生。
代谢应激因素促进SENP1磷酸化并调控线粒体功能的作用与机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王田实
  • 依托单位:
激活SENP1-Sirt3轴改善线粒体健康对延缓衰老的作用与机制研究
  • 批准号:
    92049113
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王田实
  • 依托单位:
国内基金
海外基金