Unraveling the puzzle of ubiquitin and ubiquitin-like protein modifications

Project: Research

Description

Posttranslational modifications (PTMs) on proteins are known to act as molecular
switches controlling virtually every cellular process and their imbalances often lead
to diseases like cancer. To understand their impact, however, it is essential to know
which are the proteins targeted by a given PTM and the sites modified. With this
proposal, we aim at generating novel techniques for selective capturing of three
elusive PTMs, each characterized by the attachment of a unique, small protein –
Ubiquitin, NEDD8 or ISG15, respectively – to other proteins. Currently, there are no
tools available that can distinguish these PTMs. We will establish innovative
antibody-based approaches for the specific enrichment of the three and combine
those with quantitative proteomics to define the in-depth cellular footprints of each
of these PTMs at site-specific level. The obtained PTM maps will then be used to
shed light on the cellular processes uniquely controlled by these intriguing PTMs.

Layman's description

Proteiner er cellers arbejdsheste. De udfører hver især en opgave i cellen.
Effektiviteten bestemmes dog ikke blot af niveauet af et protein. De kan nemlig
tændes, slukkes eller flyttes rundt i cellen, afhængigt af hvad cellen har brug for.
Disse ting reguleres via ændringer af proteinerne, såkaldte posttranslationelle
modifikationer (PTMs). Tre af disse – ubiquitinering, neddylering og ISGylering –
vides at spille vigtige roller i et hav af processor i cellen, men ikke hvordan.
For at forstå en PTM til fulde, er det vigtigt at kende hvor og hvornår, proteiner er
modificerede. Det er i dag forbundet med enten alvorlige fejl (ubiquitinering) eller
direkte umuligt (neddylering og ISGylering) at bestemme, hvilke proteiner i en
celle, der er mærket med en af disse tre PTM’er. Vores mål med dette projekt er at
etablere helt nye, robuste og fejlfrie teknikker, der kan bruges til netop dette.
Mere præcist vil vi generere antistoffer, der kan anvendes til oprensning af
proteiner med en af de tre modifikationer. Ved så at identificere de isolerede
proteiner med kvantitativ massespektrometri, vil det være muligt at beskrive hvilke
proteiner, der er ændret, og hvor.
Vi vil etablere disse teknologier for hver af de tre PTM’er. Desuden vil vi validere
deres effektivitet ved at beskrive mønstrene for ubiquitinering, neddylering og
ISGylering i en lang række cellelinjer med forskellige vævsophav.
StatusActive
Effective start/end date01/01/201801/12/2021