Concert of lipids, ions, and proteins in cell membrane dynamics and function
Project goals
In a traditional view of cellular processes at membranes, proteins are central in determining biological functions, with membranes and ions providing a flexible scaffold and chemical environment. To understand the more interwoven picture of reality, we will use fluorescence techniques and molecular simulations on model membranes to unravel how the interplay between membranes with complex lipid compositions and topologies together with specific ions control signalling proteins and dynamics of membrane processes. We will i) establish the role of membrane domain boundaries in localization of proteins and their intermolecular interactions, ii) elucidate how the crosstalk between Ca2+, calmodulin, and lipid membranes regulates signalling proteins, and iii) determine mechanisms modulating calcium-induced membrane fusion which hold similarities with a yet systematically unexplored action of fusogenic peptides. The overall aim is to establish a novel understanding of the tight crosstalk between lipids, ions, and proteins in membrane processes such as cell signalling and membrane trafficking.
Keywords
fluorescenceenergy transfercorrelation spectroscopyfluorescence microscopyall atom molecular dynamicssimulationsumbrella samplingforce fieldscoarse grainedtransmembrane proteinslipid membraneprotein-lipid interactioncurvatureion effects
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Grant projects of excellence in basic research EXPRO
Call for proposals
Grantové projekty excelence v základním výzkumu EXPRO (SGA0201900004)
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-26854X
Alternative language
Project name in Czech
Souhra lipidů, iontů a bílkovin a její role v dynamice a funkci buněčných membrán
Annotation in Czech
Tradiční pohled na buněčné membránové procesy považuje proteiny za hlavní zprostředkovatele biologické funkce, zatímco samotné membrány a ionty jako faktory, které zajišťují vhodné chemické podmínky v rámci flexibilního prostředí. Abychom pochopili membránové děje v širších souvislostech, budeme pomocí fluorescenčních technik a molekulární dynamiky zkoumat, jak souhra mezi specifickými ionty a membránami s komplexním lipidovým složením a různou topologií reguluje signalizační proteiny a dynamiku membránových procesů. Konkrétně 1) určíme vliv doménových rozhraní v membránách na lokalizaci proteinů a jejich vzájemnou interakci, 2) objasníme, jak součinnost kalmodulínu, vápenatých iontů a lipidových membrán reguluje signalizační proteiny, 3) popíšeme mechanismy, kterými probíhá membránová fůze indukovaná Ca2+, jež probíhá obdobně jako dosud neobjasněná fůze vyvolaná fůzogenními peptidy. Cílem projektu je představit nový pohled na těsně provázanou souhru mezi lipidy, ionty a proteiny, která významně ovlivňuje membránové procesy jako je buněčná signalizace a membránový transport.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Jun 30, 2024
Project status
—
Latest support payment
Apr 1, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GX-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
60,475 thou. CZK
Public financial support
49,471 thou. CZK
Other public sources
10,200 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
60 475 CZK thou.
Public support
49 471 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Biophysics
Solution period
01. 01. 2019 - 30. 06. 2024