MRAP2作为黑色素皮质激素第四受体MC4R辅助蛋白的进化及调控机制研究

基本信息
批准号:81570760
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:张超
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:龚璐璐,刘尚允,朱明,梁今烨,邱歆晨
关键词:
斑马鱼黑色素皮质激素系统G蛋白偶联受体肥胖症下丘脑
结项摘要

The melanocortin-4 receptor (MC4R) is an unusual G-protein coupled receptor that plays a critical role in energy homeostasis accounting for up to 6% of early on-set obesity syndromes in MC4R haploid insufficient human patients. And it is a well-validated drug target for treatment of obesity and disease cachexia. Melanocortin receptor accessory proteins (MRAPs) modulate signaling of melanocortin receptors in vitro,but its functions in vivo are unknown. We found that MRAP2, a mammalian paralog of MRAP1, highly expressed in the hypothalamus and directly interacts with MC4R. In vitro studies are showing that presence of MRAP2 not only decreases the constitutive activity of MC4R, but also enhances its sensitivity and response to the endogenous ligand alpha-MSH. Whole-body or hypothalamus-specific targeted deletion of MRAP2 develop severe obesity at a young age in mouse model. In a study of humans with severe early-onset obesity, four rare potentially pathogenic genetic variants in MRAP2 were found from European cohorts, suggesting that the gene may also contribute to body weight regulation in humans. Strikingly,MRAP2 proteins own single transmembrane and form anti-parallel dimers on cell surface. More interestingly, two MRAP2 genes were seen in zebrafish due to one more round of genomic duplication than mammals. The larval form MRAP2a inhibits agonist (alpha-MSH) binding and assures the rapid growth of zebrafish embryos. MRAP2b, functionally homologous to the mammalian counterpart, sensitizes the receptor to alpha-MSH and presumably regulates appetite of the adult fish. These findings not only revealed the complexities of MC4R signaling but also provided us another potential in vivo target for drug development to treat MC4R associated disorders. In this project we plan to look into the structural insights of MRAP2 protein with the aim to elucidate the motifs essential for forming functional dual topology and modulating MC4R signaling. Next, we will optimize MRAP2 structure to improve its capability to sensitize MC4R signaling in vitro. In vivo activities will be monitored in hypothalamic specific knock-in mouse model. Out study will elucidate a novel ligand independent mechanism on how to treat GPCR associated disorders in eukaryotic organisms.

黑色素皮质激素第四受体MC4R是最常见的脊椎动物致胖基因之一, 基因突变或缺失能够引起人、小鼠或斑马鱼的过量摄食和早发性肥胖。作为七次跨膜的G蛋白偶联受体,MC4R的正常药理学活性受到内源辅助蛋白MRAP2的调控,相应的MRAP2突变或缺失也能引起类似的肥胖表型。更为重要的是MRAP2是迄今为止发现的唯一以反向同源二聚体行使GPCR调节功能的单次跨膜蛋白,具体的形成原因尚不清楚。此课题中我们将利用分子进化、细胞生物学和药理学等手段重点解析形成MRAP2对称性拓扑结构的分子基础,以及和MC4R活性调控之间的相互关系,进一步简化并优化MRAP2的蛋白结构,建立功能域、拓扑结构和调节活性之间的理论模型。本课题的完成将揭示MRAP2蛋白奇特构象的形成原因,阐明其重要的生物学意义和在生物体内的调控机制和功能,为人体肥胖症的诊断、预防与治疗提供新的思路和视野。

项目摘要

黑色素皮质激素第四受体MC4R及内源其辅助蛋白MRAP2是最常见的脊椎动物致胖基因, 基因突变或缺失能够引起人、小鼠或斑马鱼的过量摄食和早发性肥胖。本课题利用分子进化、细胞生物学和药理学等手段首先解析了MRAP2对称性拓扑结构的分子基础,同时对发现的肥胖患者携带的若干MRAP2氨基酸突变,检测了其对靶体MC4R药理学调节改变。系统进化方面解析了斑马鱼基因组中两个MRAP2蛋白对MC5R的调节机制,罗非鱼中MRAP2对MC4R的调节,以及最原始的脊索动物海七鳃鳗中的MRAP2蛋白对两个MCR的调节机制。最后我们拓展发现了MC4R信号通路在两栖类动物非洲爪蟾中参与机体损伤再生的生理功能,阐明其重要的生物学意义和在生物体内的调控机制和功能,为人体肥胖症的诊断、预防与治疗提供新的思路和视野。执行期内以通讯作者发表标注了该课题的SCI论文10篇,其中IF大于10的两篇,IF大于7的3篇。培养博士后1名,硕士生6名,本科生8名。项目投入经费58万元,累计支出46.47万元,剩余11.53万元,剩余经费计划用于本项目研究的后续支出。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
3

2016年夏秋季南极布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼脂肪酸组成及其食性指示研究

2016年夏秋季南极布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼脂肪酸组成及其食性指示研究

DOI:10.13679/j.jdyj.20190001
发表时间:2020
4

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

张超的其他基金

批准号:11804200
批准年份:2018
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51773035
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:21004080
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:48970022
批准年份:1989
资助金额:3.50
项目类别:面上项目
批准号:81250019
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31771283
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71503067
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51875015
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:60571014
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:11401525
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11001011
批准年份:2010
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81302158
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702529
批准年份:2017
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61102082
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471956
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:11671111
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81872986
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:81102042
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41171337
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11874318
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61803233
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11704371
批准年份:2017
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61806116
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:49871016
批准年份:1998
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:31500392
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21406234
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603298
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601370
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600345
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10747142
批准年份:2007
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:61071156
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31701817
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51402255
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805261
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11772267
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31701757
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10504013
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501623
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41907267
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702469
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51505015
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81800024
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51506150
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61671027
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81601019
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460195
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11874214
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51706187
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51004099
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41802238
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51565046
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60572043
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:30700844
批准年份:2007
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51508117
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401076
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61104030
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51508102
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51207150
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51508399
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800777
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21406223
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11304317
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81503211
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11201098
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41771554
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71301095
批准年份:2013
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11505003
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11404078
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702161
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101262
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61731011
批准年份:2017
资助金额:280.00
项目类别:重点项目
批准号:11404384
批准年份:2014
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81872557
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31501790
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51409082
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872254
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51677177
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:49371046
批准年份:1993
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
批准号:21504012
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11247234
批准年份:2012
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11074120
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:71503182
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61772308
批准年份:2017
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:41401621
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502761
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11304269
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11571151
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:61473328
批准年份:2014
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:31660236
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81800483
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81801007
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60902002
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51909228
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800135
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31502032
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101276
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21701040
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10874082
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:71803010
批准年份:2018
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11571033
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:81901617
批准年份:2019
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11274163
批准年份:2012
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61702051
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504189
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51909242
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

Med25作为共激活因子对糖皮质激素受体GRα介导的CYP2C9的调控机制研究

批准号:31500946
批准年份:2015
负责人:张淑芸
学科分类:C1102
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

糖皮质激素受体调控骨质疏松易感性的效应及分子机制研究

批准号:81171748
批准年份:2011
负责人:陈海啸
学科分类:H0608
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
3

创伤后发生糖皮质激素抵抗的受体和受体后调控机制研究

批准号:30371465
批准年份:2003
负责人:白祥军
学科分类:H1701
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
4

T细胞盐皮质激素受体对血压的调控作用和机制研究

批准号:31671181
批准年份:2016
负责人:段胜仲
学科分类:C1101
资助金额:61.00
项目类别:面上项目