Lectin Resistant Tumor Cells and Functional Glycomics

Project: Research project

Project Details

Description

Project Summary  The long term goal of this program is to understand how glycosylation regulates biological events,  such  as  cell  differentiation  and  growth  control,  in  development  and  cancer.  We  showed  previously  that  MGAT1,  the  GlcNAc-­transferase  that  initiates  complex  N-­glycan  synthesis,  is  essential  for  spermatogenesis.  Recently,  we  determined  that  conditional  loss  of  MGAT1  in  spermatogonia  leads  to  premature  upregulation  of  genes  normally  expressed  later  in  spermatogenesis,  and  to  reduced  ERK1/2  signaling  that  we  hypothesize  is  due,  at  least  in  part,  to the loss of complex N-­glycans on the MGAT1 target basigin. Global deletion of basigin gives a  similar  block  in  spermatogenesis,  and  loss  of  complex  glycans  on  basigin  leads  to  reduced  ERK1/2  signaling.  We  will  test  the  hypothesis  that  the  N-­glycans  on  basigin  promote  ERK1/2  signaling  and  their  loss  in  after  MGAT1  removal  leads  to  defective  spermatogenesis.  We  will   determine  if  complex  N-­glycans  mediate  Sertoli-­spermatid  interactions  important  for  spermatogenesis. If so, we know that hybrid N-­glycans do not support spermatogenesis, and will  determine if biantennary, complex N-­glycans suffice. Since MGAT1 is pivotal to the generation of  complex  N-­glycans,  and  the  absence  of  N-­glycans  is  desirable  in  a  large  variety  of  different  contexts,  including  to  inhibit  cancer  progression,  it  has  long  been  desirable  to  have  a  small  molecule  inhibitor  of  MGAT1.  We  believe  that  the  time  is  ripe  to  succeed  in  this  endeavor.  We  have  shown  that GnT1IP,  a  physiological  inhibitor  of  MGAT1,  forms  heteromers  with  MGAT1  in  the  Golgi,  and  identified  the  C-­terminal  two  amino  acids  in  GnT1IP  as  separately  necessary  to  inhibit  MGAT1.  We  will  determine  3D  structures  of  MGAT1,  GNT1IP  and  MGAT1/GnT1IP  heterodimers,  with  and  without  these  mutations,  to  determine  the  mechanism  of  inhibition.  We  will  use  this  information  to  develop a  TAT-­peptide  inhibitor  that  will  work  in  the Golgi.  Finally,  we  will  isolate  small  molecule  inhibitor(s)  specific  for  MGAT1  by  high  throughput  screening  of  chemical libraries, and by in silico docking of 14 million compounds to available crystal structures  of  MGAT1  versus  related  glycosyltransferases  MGAT2  and  POMGNT1.  A  small  molecule  inhibitor  of  MGAT1  will  be  extremely  valuable  in  many  areas  of  research,  for  glycosylation  engineering  of  biotherapeutics,  as  a  potential  male  contraceptive,  and  for  inhibiting  cancer  progression.
StatusFinished
Effective start/end date8/1/194/30/20

Funding

  • National Institute of General Medical Sciences: $459,250.00

ASJC

  • Drug Discovery
  • Molecular Biology
  • Structural Biology
  • Biochemistry
  • Cell Biology

Fingerprint Explore the research topics touched on by this project. These labels are generated based on the underlying awards/grants. Together they form a unique fingerprint.