C3-GlycoMap
Mapiranje obrazaca N-glikozilacije komponente komplementa C3 iz različitih staničnih izvora i kroz evolucijski razvoj
Akronim projekta:
C3-GlycoMap
Voditeljica projekta:
prof. dr. sc. Olga Gornik Kljaić
Suradnici:
doc. dr. sc. Toma Keser
doc. dr. sc. Najda Rudman
doc. dr. sc. Branimir Plavša
dr. sc. Valentina Borko
Marko Dužević, mag. pharm.
Trajanje projekta:
48 mjeseci
Sažetak
Naša prethodna istraživanja otkrila su jedinstvenost glikozilacije komponente komplementa C3, ključnog glikoproteina urođenog imunosnog sustava. Za razliku od većine plazmatskih proteina koji su modificirani kompleksnim tipom glikana, C3 pokazuje neobičan obrazac glikozilacije koji se sastoji isključivo od nezrelih, oligomanoznih struktura s različitim brojem manoznih jedinica. Iako razlog tome može biti steričke prirode zbog ograničene dostupnosti glikozilacijskog mjesta enzimima, dokazana važnost glikozilacije C3-a za njegove imunosne funkcije, uključujući vezanje za receptore i razvoj autoimunosti, sugerira dublji biološki značaj.
Ovaj projekt bavit će se temeljnim pitanjima o regulaciji glikozilacije C3-a i funkcijskom značaju glikana analizirajući C3 iz različitih izvora s varijabilnom strukturnom homologijom, uključujući različite tipove stanica i evolucijski udaljene vrste kralježnjaka. Koristeći napredne LC-MS glikoproteomske metode, karakterizirat ćemo glikozilaciju C3 proteina kako bismo razumjeli kako stanično podrijetlo, patofiziološki podražaji i evolucijska ograničenja oblikuju obrasce glikozilacije.
Osim toga, molekularno modeliranje će istražiti odnos između strukture proteina, glikozilacije i obavljanja imunosne funkcije. Projekt će uključivati: (1) usporednu analizu glikozilacije izlučenog i unutarstaničnog C3 iz različitih staničnih linija porijeklom iz tkiva za koja je dokazana proizvodnja ovog proteina (THP-1 monociti, HepG2 hepatociti, HK-2 bubrežne stanice); (2) karakterizaciju promjena glikozilacije nakon stimulacije stanica upalnim čimbenicima (LPS, IL-1β, INF-γ) i hiperglikemijskim uvjetima (glukozom); (3) bioinformatičko istraživanje evolucijske konzerviranosti kroz filogenetsku analizu; (4) analizu glikozilacije u evolucijski različitim vrstama (zebrica, miš, štakor, svinja, ptice); i (5) molekulsko modeliranje utjecaja glikana na interakciju C3 i njegovih receptora u različitim životinjskim vrstama.
Summary
Our previous research revealed the unique glycosylation pattern of complement component C3, a key glycoprotein of the innate immune system. Unlike most plasma proteins, which are modified with complex-type glycans, C3 exhibits an unusual glycosylation pattern consisting exclusively of immature oligomannose structures containing different numbers of mannose residues. Although this may be attributable to steric constraints resulting from limited accessibility of the glycosylation site to glycosylation enzymes, the demonstrated importance of C3 glycosylation for its immune functions, including receptor binding and the development of autoimmunity, suggests a deeper biological significance.
This project will address fundamental questions regarding the regulation of C3 glycosylation and the functional significance of its glycans by analyzing C3 from different sources with variable levels of structural homology, including different cell types and evolutionarily distant vertebrate species. Using advanced LC-MS glycoproteomic approaches, we will characterize C3 glycosylation to understand how cellular origin, pathophysiological stimuli, and evolutionary constraints shape glycosylation patterns.
In addition, molecular modelling will explore the relationship between protein structure, glycosylation, and immune function. The project will include: (1) comparative analysis of the glycosylation of secreted and intracellular C3 from different cell lines derived from tissues known to produce this protein (THP-1 monocytes, HepG2 hepatocytes, and HK-2 kidney cells); (2) characterization of changes in C3 glycosylation following stimulation with inflammatory factors (LPS, IL-1β, IFN-γ) and under hyperglycemic conditions (glucose); (3) bioinformatic investigation of evolutionary conservation through phylogenetic analysis; (4) analysis of C3 glycosylation in evolutionarily diverse species (zebrafish, mouse, rat, pig, and avian species); and (5) molecular modelling of the impact of glycans on the interaction between C3 and its receptors across different animal species.
Aktivnosti
Projekt će istražiti tkivno i stanično specifične obrasce glikozilacije ljudskog C3, usporedbom izlučenog i unutarstaničnog C3 u staničnim linijama monocita, hepatocita i bubrežnih stanica. Ispitat će se i utjecaj patofizioloških uvjeta povezanih sa šećernom bolešću, poput upale i hiperglikemije, na glikozilaciju C3.
Paralelno će se istražiti evolucijska očuvanost C3 i njegovih N-glikozilacijskih mjesta analizom različitih životinjskih vrsta, uz usporedbu njihovih glikozilacijskih profila.
Konačno, molekularnim modeliranjem procijenit će se moguće funkcionalne posljedice vrstno specifičnih obrazaca glikozilacije na interakciju C3 s njegovim receptorima.
Poveznice
Projekt je financiran sredstvima Europske unije – NextGenerationEU.