Role of post-translational modifications, O-GlcNAcylation and Phosphorylation, in neurodegenerative disorders and brain hypometabolism

Abstract

Post-translační modifikace jsou jedny z hlavních mechanismů, které významně zvyšují variabilitu funkce proteinů. O-GlcNAcylace a fosforylace patří mezi nejrozšířenější a nejvíce studované post-translační modifikace. Za fyziologických podmínek OGlcNAcylace působí jako metabolický senzor, který spojuje metabolismus glukózy s běžnou funkcí neuronů. Reverzibilní fosforylace je jedním z mechanismů, které mohou snížit metabolismus regulováním rychlosti toku metabolickými cestami. Poruchy regulace těchto modifikací jsou spojeny s neurodegenerativními poruchami a hypometabolismem. Práce se zaměřuje na korelaci těchto dvou modifikací, jejich vzájemný vztah a dopad na neurodegenerativní onemocnění a jiné fyziologické modely. Klíčová slova: hypometabolismus, OGlcNAcylace, fosforylace, post-translační modifikace, neurodegenrativní onemocnění, hibernace, kalorická restrikce, paměť, učení

Post-translational modifications are major mechanisms that highly increase the variability in protein function. O-GlcNAcylation and phosphorylation are among the most extensively studied post-translational modifications in research to date. In physiological conditions, O- GlcNAcylation acts as a metabolic sensor that links glucose metabolism to normal neuronal functioning. Reversible phosphorylation is one of the mechanisms that can downregulate metabolism by regulating the rates of flux through metabolic pathways. The impairments in the regulation of these modifications are linked to with neurodegenerative disorders and hypometabolism. This thesis focuses on the crosstalk and correlation between these two modifications, their reciprocal relationship and their mutual impact on their regulations in models of neurodegenerative diseases and disease non-related models. Keywords: hypometabolism, O-GlcNAcylation, phosphorylation, post- translational modifications, neurodegenerative disorders, hibernation, caloric restriction, memory, learning