calmodulin, signal transduction, lipid mediator, protein-lipid interaction
Discipline
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Ortelius classification: Biochemistry
Panel
Publications Panel
Department or equivalent
Institute of Enzymology, BRC, Hungarian Academy of Sciences
Starting date
2011-01-01
Closing date
2011-12-31
Funding (in million HUF)
0.980
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Summary in Hungarian
A jelátviteli folyamatok alapvetően a biológiai membránokban, illetve a felületük mentén szerveződő fehérje-komplexek összetétele és dinamikája által meghatározottak. Mindkét folyamatban aktív szerepet töltenek be a membránok lipid-komponensei, egyrészt magát a specifikus felületet, másrészt a jelátviteli folyamatokban keletkező lipid mediátorokat is szolgáltatva. Az OTKA által támogatott munkánk során megmutattuk, hogy a szfingozilfoszforilkolin (SPC, egy endogén jelátviteli lipid) a kalmodulinhoz (CaM) szelektíven kötődve gátolja a fehérje funkcióját. Ezzel azonosítottuk az SPC első intracelluláris célfehérjéjét, valamint a CaM első endogén gátlószerét. A CaM-SPC kölcsönhatás teljes biokémiai jellemzését két magas impakt faktorú szakcikkben közöljük le, mindkettő elfogadásra került. A Journal of Biological Chemistry cikkünkben bizonyítjuk a gátlás kompetitív jellegét és biokémiailag részletesen jellemezzük az SPC-CaM-melittin rendszert, míg a FASEB Journal cikkünkben megadjuk a CaM-SPC kölcsönhatás teljes kinetikai leírását és a komplex kristályszerkezetét. Megmutatjuk, hogy a fehérje nem egy lipid molekulával, hanem a lipidek asszociátumával hat kölcsön, ami a membrán-határolt jelátviteli folyamatok szempontjából releváns új megfigyelés.
Summary
Signal transduction is determined by the composition and dynamics of protein-complexes organized within and at the plasma membrane. The membrane itself actively plays double roles in this process serving the specific surface as well as giving rise to lipid mediators born in signaling. We have shown in a work supported by OTKA that the endogenous signaling lipid sphingosylphosphorylcholine (SPC) binds selectively to calmodulin (CaM) and inhibits its function. Thereby we have identified the first intracellular target protein for SPC as well as the first endogenous inhibitor for CaM. We have described the complete biochemical characterization of the CaM-SPC interaction in two high-impact journals, both manuscripts having been already accepted. In a Journal of Biological Chemistry paper we proved the competitive nature of the inhibition and gave a detailed characterization of the SPC-CaM-melittin system. In a FASEB Journal paper we provided the complete kinetic description of the CaM-SPC interaction and the crytal structure of their complex. We pointed out that the protein interacts with the associated form of the lipid and not with a single molecule, which is a relevant new observation regarding the membrane-limited signaling processes.
Final report
Results in Hungarian
A jelátviteli folyamatok alapvetően a biológiai membránokban, illetve a felületük mentén szerveződő fehérje-komplexek összetétele és dinamikája által meghatározottak. Mindkét folyamatban aktív szerepet töltenek be a membránok lipid- komponensei, egyrészt magát a specifikus felületet, másrészt a jelátviteli folyamatokban keletkező lipid mediátorokat is szolgáltatva. Az OTKA által támogatott munkánk során megmutattuk, hogy a szfingozilfoszforilkolin (SPC, egy endogén jelátviteli lipid) a kalmodulinhoz (CaM) szelektíven kötődve gátolja a fehérje funkcióját. Ezzel azonosítottuk az SPC első intracelluláris célfehérjéjét, valamint a CaM első endogén gátlószerét. A CaM-SPC kölcsönhatás teljes biokémiai jellemzését két magas impakt faktorú szakcikkben közöljük le, mindkettő elfogadásra került. A Journal of Biological Chemistry cikkünkben bizonyítjuk a gátlás kompetitív jellegét és biokémiailag részletesen jellemezzük az SPC-CaM-melittin rendszert, míg a FASEB Journal cikkünkben megadjuk a CaM-SPC kölcsönhatás teljes kinetikai leírását és a komplex kristályszerkezetét. Megmutatjuk, hogy a fehérje nem egy lipid molekulával, hanem a lipidek asszociátumával hat kölcsön, ami a membrán-határolt jelátviteli folyamatok szempontjából releváns új megfigyelés.
Results in English
Signal transduction is determined by the composition and dynamics of protein-complexes organized within and at the plasma membrane. The membrane itself actively plays double roles in this process serving the specific surface as well as giving rise to lipid mediators born in signaling. We have shown in a work supported by OTKA that the endogenous signaling lipid sphingosylphosphorylcholine (SPC) binds selectively to calmodulin (CaM) and inhibits its function. Thereby we have identified the first intracellular target protein for SPC as well as the first endogenous inhibitor for CaM. We have described the complete biochemical characterization of the CaM-SPC interaction in two high-impact journals, both manuscripts having been already accepted. In a Journal of Biological Chemistry paper we proved the competitive nature of the inhibition and gave a detailed characterization of the SPC-CaM-melittin system. In a FASEB Journal paper we provided the complete kinetic description of the CaM-SPC interaction and the crytal structure of their complex. We pointed out that the protein interacts with the associated form of the lipid and not with a single molecule, which is a relevant new observation regarding the membrane-limited signaling processes.
