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CD147-乳酸转运蛋白复合体调控底物跨膜转运及肿瘤微环境与代谢的结构基础

批准号:
32071216
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
严汉池
依托单位:
学科分类:
结构生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
严汉池

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
CD147是属于免疫球蛋白超家族的单次跨膜蛋白,广泛高表达于多种肿瘤细胞,被视为肿瘤标志物及肿瘤治疗的重要靶标。乳酸转运蛋白作为多次跨膜的转运载体,可将糖酵解产生的乳酸转运到胞外,调控肿瘤代谢及维持酸性微环境稳态,是肿瘤治疗的另一重要靶标。CD147可与乳酸转运蛋白结合,协助其转位至肿瘤细胞膜,调控其在膜上的表达水平及活性,促进肿瘤的增殖、侵袭、转移及血管生成。研究该复合体的功能及活性调控的分子机制有助于深入理解肿瘤发生及致病机理,为癌症治疗及药物研发提供线索。.真核乳酸转运蛋白及其与CD147复合物的结构尚未见报道,仅有CD147的部分胞外结构域及其与抗体复合物的结构被解析。为揭示该复合物转运乳酸、调控肿瘤代谢与微环境的分子机理,我们开展了结构与功能研究,制备了多种不同亚型和功能态的复合物样品,投入结晶筛选和冷冻电镜制样优化。已获得可衍射晶体,样品优化和数据采集正在稳步推进中。
英文摘要
CD147, a single pass transmembrane protein, is a member of immunoglobulin superfamily that is found to be over-expressed in many cancer cells. It has been considered as a tumor biomarker and target of cancer diagnosis/therapy. As multiple transmembrane-carriers, lactate transporters efflux glycolytic lactate across the plasma membrane into the extracellular space, which modulate the tumor metabolism and play an important role in pH homeostasis in the tumor microenvironment. Therefore, it becomes another important target of cancer diagnosis/therapy. As a chaperone, CD147 binds to lactate transporter, facilitates the carrier to localize into the plasma membrane of tumor cells, modulates its expression level and activity, and hence promoting tumor proliferation, invasion, metastasis and angiogenesis. Research on the protein-complex activity/function and its molecular regulation mechanism benefits to our understanding of cancer pathogenesis, and also facilitates tumor therapy and the drug development. .Currently, no any 3-D structure is reported on eukaryotic lactate transporter or its complex with CD147, except several reported domain-structures of apo-CD147 or CD147-antibody complex. To elucidate the molecular regulating mechanism of the substrate transport by the complex, tumor metabolism and the acidic microenvironment,we have lunched a study on the structure and function of the complexes. So far, our preliminary study has already made some solid progress. We have obtained high-quality samples with several different isoforms or in different functional states. Crystallization experiments have harvested X-ray diffractable crystals, while optimization of the cryoEM-sample preparation has shown several promising routines. It is expectable to make breakthrough on the project.
癌症是威胁人类健康的重大疾病,其机理研究是当前生命科学和医学领域的研究热点和国际前沿。肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移以及肿瘤微环境与代谢调控是癌症发生、发展和恶性转化过程的关键。CD147(Basigin)及gp70(Embigin)作为IgG-like免疫球蛋白超家族成员,广泛高表达于多种肿瘤细胞膜上,被视为肿瘤标志物及肿瘤治疗的重要靶标。乳酸转运蛋白则通过调控糖酵解产生的乳酸转运,维持肿瘤酸性微环境的稳定,是肿瘤治疗的另一个重要靶标。CD147及gp70等免疫球蛋白与乳酸转运蛋白结合形成的复合体在肿瘤代谢调控中发挥重要作用,但其结构和功能机制尚不明确。..本项目聚焦IgG-like免疫球蛋白(CD147、gp70)-乳酸转运蛋白复合体的结构基础,运用结构生物学手段结合生化功能研究,解析其精细三维结构,揭示其底物转运、活性和药物干预、功能动态调控的分子机制。项目执行期间,我们成功表达了多种免疫球蛋白-乳酸转运蛋白复合体,并通过冷冻电镜技术解析了其近原子分辨率的结构。研究揭示了复合体的底物结合位点、转运通道及其调控机制,为癌症机理研究和药物研发提供了重要的分子结构基础。..项目取得的主要成果包括:1)成功解析了gp70-乳酸转运蛋白复合体的高分辨率结构;2)揭示了复合体底物转运的分子机制;3)发现了多个关键氨基酸位点,阐明了其功能调控的结构基础;4)通过生化功能研究,验证了复合体的底物结合亲和力和选择性。这些成果为癌症的精准诊疗和药物研发提供了重要的理论依据。
真核生物CSC/OSCA家族阳离子通道的结构与功能
  • 批准号:
    31870742
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    严汉池
  • 依托单位:
与EB病毒肿瘤发生密切相关的潜伏膜蛋白的结构与功能
  • 批准号:
    31470731
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    严汉池
  • 依托单位:
氮氧阴离子转运蛋白跨膜转运底物的分子机理的结构生物学研究
  • 批准号:
    31170680
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    严汉池
  • 依托单位:
国内基金
海外基金