General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)
60 %
Ortelius classification: Molecular biology
Structural biology (crystallography and EM) (Council of Medical and Biological Sciences)
40 %
Panel
Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent
Institute of Enzymology, BRC, Hungarian Academy of Sciences
Participants
Bányai, László Kondás, Katalin Szláma, György Takáts, Kornél Trexler, Mária Wodzinsky, Katalin
Starting date
2009-01-01
Closing date
2012-12-31
Funding (in million HUF)
28.002
FTE (full time equivalent)
10.15
state
closed project
Summary in Hungarian
A Wnt család fehérjéi kulcsszerepet játszanak az embrionális fejlődés, sejt differenciáció, őssejt proliferáció folyamataiban, de alapvető biológiai szerepük ellenére nagyon keveset tudunk a fehérjék szerkezetéről és szerkezet-funkció összefüggéseiről. A Wnt fehérjék kétféle fehérje doménhez, a Frizzled és ROR receptorokban és a Wnt antagonista sFRP-kben megtalálható FRZ doménhez, valamint a WIF-1 (Wnt Inhibitor Factor-1) fehérjében azonosított WIF doménhez kötődnek. Homológia detektálási módszerekkel kimutattuk, hogy a RYK receptor tirozin kináz extracelluláris régiója tartalmaz egy WIF domént. Jóslatunkat, mely szerint a RYK receptor tirozin kináz WIF doménje révén WNT fehérjéket köt, azóta kísérletekkel alátámasztották. A WNT fehérjék és kötőpartnereik közötti kölcsönhatás szerkezeti és funkcionális jellemzése céljából expresszáltuk a WIF-1 fehérje WIF doménjét és a ROR1 receptor tirozin kináz FRZ doménjét. Meghatároztuk az FRZ domén diszulfidhidas szerkezetét és - a Gottfried Ötting által vezetett NMR spektroszkópiai munkacsoporttal együttműködve - a WIF domén térszerkezetét. Tervezett kutatásunk során jellemezzük néhány WNT fehérje és WNT kötő fehérje (receptor/antagonista) közötti kölcsönhatást. Mind a WNT fehérjékben, mind a partner fehérjékben lokalizáljuk a kötésben részt vevő régiókat, mutagenezis és NMR spektroszkópiai vizsgálatokkal feltérképezzük a kölcsönhatásban részt vevő aminosav oldalláncokat. A WNT fehérjék és receptoraik/antagonistáik közötti kötés molekuláris szintű szerkezeti feltételeinek tisztázása elvezethet olyen kis méretű vegyületek kifejlesztéséhez, melyek segítségével pl. befolyásolható az őssejtek differenciálódása.
Summary
Wnt proteins are secreted glycoproteins that are involved in important developmental and homeostatic processes throughout the animal kingdom. Despite the biological importance of Wnt proteins, very little is known about their structure and the structural basis of their interaction with receptors and antagonists. Two types of protein domains participate in Wnt binding: FRZ domains and WIF domains. FRZ domains are present in the extracellular regions of Frizzled- and ROR-type Wnt receptors and are also found in the Wnt antagonist secreted frizzled-related proteins (sFRPs). WIF domains, first identified in the Wnt-inhibitory-factor-1 (WIF-1) proteins, are also found in the extracellular part of Ryk receptor tyrosine kinases. In the proposed research project we will characterize the structural basis of the interaction of various Wnt proteins with different types of Wnt binding proteins and receptors. We will localize the binding region within the Wnt proteins by characterization the interaction of Wnt fragments with their partner proteins. We will also explore the molecular basis of the interaction by mutagenesis studies and NMR spectroscopy.
