Ontrafelen en moduleren van de complexe conformationele cyclus van de Roco proteïnen

Roco-eiwitten vormen een unieke klasse van multi-domein GTPases, vaak ook met kinase-activiteit. De laatste tijd zijn deze eiwitten onder de aandacht gekomen, omdat mutaties in verschillende menselijke orthologen gekoppeld zijn aan humane ziektes. In het bijzonder zijn mutaties in het gen dat codeert voor LRRK2 de meest voorkomende genetische oorzaak van de (late-onset) ziekte van Parkinson (PD), een verwoestende neurodegeneratieve aandoening die 1-
2% van de bevolking boven de 65 jaar treft. De regulatiemechanismen van deze eiwitten en hoe ze worden beïnvloed door ziekteveroorzakende mutaties, blijven echter grotendeels onbekend. We hebben onlangs aangetoond dat Roco-eiwitten moeten schakelen tussen een dimere en monomere vorm om hun functie uit te oefenen. In dit project zullen we een combinatie van structurele en biofysische / biochemische methoden gebruiken om de details van de GTPase-cyclus te ontrafelen die ten grondslag ligt aan de actie en regulatie van verschillende Roco-vertegenwoordigers. Deze nieuwe inzichten kunnen de basis vormen voor een nieuw paradigma voor GTPase-regulatie en zullen ons in staat stellen om het effect van pathogene mutaties te begrijpen. Bovendien zullen we nanobodies en peptiden genereren die de Roco-eiwitten binden en blokkeren in een bepaalde conformatie en zo de Roco-cyclus moduleren. Deze allosterische modulators van Roco-activiteit zullen niet alleen worden gebruikt als uitstekende hulpmiddelen om de regulerende mechanismen die ten grondslag liggen aan de Roco-functie in vitro en in cellen te onderzoeken, maar kunnen ook de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van nieuwe soorten therapeutica.