Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Structural studies of the full-length human Vitamin C transporters: unravelling Vitamin C transport across the membrane

Alternativ tittel: Strukturelle studier av full-lengde humane C-vitamin-transportører: C-vitamin transport over membraner

Tildelt: kr 8,0 mill.

Natriumavhengige vitamin C-transportører utgjør en del av proteinfamilien for solute carrier proteiner og er ansvarlige for vitamin C opptak og regulering. Transportørene er viktige for opprettholdelse av normal immunfunksjon. Høye C-vitaminnivåer har blitt knyttet til redusert dødelighet hos COVID-19 pasienter med sepsis-relatert akutt respiratorisk sykdomssyndrom. Unormal regulering av vitamin C assosieres også med flere sykdommer, inkludert kreft, fedme, hypertensjon og auto-immune og nevrodegenerative sykdommer. Vitamin C demper også oksidativt stress forårsaket av alkoholforbruk, mens kontinuerlig vitamin C-mangel fører til skjørbuk. Til tross for den viktige rollen til vitamin C, er opptak og regulering av dette vitaminet fortsatt lite forstått. Hos mennesker er det to klasser av vitamin C transportører, og de består av fosforyleringsavhengige glykoproteiner med en sekvenslikhet på 65%. En av klassene uttrykkes særlig på epitelene i lever-, tarm- og nyrevev, og de har lav affinitet og høy kapasitet for C-vitamin. De spiller en viktig rolle i regulering av hele kroppshomeostasen. Den andre klassen utviser høy affinitet og lav kapasitet og uttrykkes i de fleste celler og vev der dets funksjon er levering av vitamin C til celler som en kofaktor for store enzymveier som beskytter mot oksidativt stress. Til dags dato er det strukturelle grunnlaget for virkningsmekanisme til disse transportørene lite kjent. I dette prosjektet tar vi sikte på å avdekke mekanismene for vitamin C-transport og -regulering ved å bestemme tredimensjonale strukturer til de ulike klassene, og slik gi mekanistisk forståelse av de forskjellige aktivitetene til disse transportørene. Vi vil bruke en tverrfaglig tilnærming med høyoppløselig kryo-elektronmikroskopi, røntgenkrystallografi og biofysiske metoder for å forstå funksjon og interaksjoner hos transportørene. Dette arbeidet vil bidra til å belyse mekanismen for transport av vitamin C og kan til slutt føre til oppdagelse av nye legemidler.

SVCTs are Sodium-dependent Vitamin C Transporters, part of the large solute carrier protein family (SLC) and responsible for Vitamin C uptake and regulation, known to be fundamental for healthy immune function. Importantly, high levels of Vitamin C has been linked to decrease mortality in COVID-19 patients with sepsis-related Acute Respiratory Disease Syndrome (ARDS) shock. Abnormal Vitamin C regulation has been also associated with several diseases, including cancer, obesity, hypertension, autoimmune and neurodegenerative diseases. Furthermore, Vitamin C attenuates oxidative stress caused by alcohol consumption while continuous Vitamin C deficiency leads to scurvy. Despite their importance, Vitamin C uptake and regulation are poorly understood. In humans, SVCTs include two classes, SVCT1 and SVCT2, that are phosphorylation-dependent glycoproteins with an overall 65% sequence identity. Specifically, SVCT1 is expressed on the epithelia of hepatic, intestinal and renal tissues, presenting low affinity and high capacity for Vitamin C, having an important role in regulation of whole body homeostasis. SVCT2, on the other hand, exhibits high affinity and low capacity, and is expressed in most cells and tissues where its function is the delivery of Vitamin C to cells as a cofactor for major enzyme pathways protecting from oxidative stress. To date, the structural basis for the mechanism of action of SVCTs remains largely unexplored. Here, we aim at unraveling the mechanism of Vitamin C transport and regulation by determining the three-dimensional structures of both SVCT1 and SVCT2, thereby providing mechanistic understanding of the different activities of these transporters. We will use a multidisciplinary approach of high-resolution cryo-electron microscopy, X-ray crystallography and biophysical methods to understand SVCT function and interactions. This work will contribute to elucidating the mechanism of Vitamin C transport by SVCTs and ultimately lead to drug discovery.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol