# Investigating the partitioning of glucose to lipids versus respiration, an undergraduate-based approach to dissect a pivotal point of metabolic control

> **NIH NIH R15** · BRIGHAM YOUNG UNIVERSITY · 2020 · $437,614

## Abstract

ABSTRACT 
A pivotal point in cellular resource allocation is the point at which glycolytic intermediates are 
partitioned to lipid biosynthesis versus respiration. For example, hyperlipidemia occurs when 
cells favor lipid biogenesis and is a major risk factor for cardiovascular disease (CVD) including 
coronary heart disease, heart attack and stroke, the number one causes of death in the United 
States. PAS kinase is a serine-­threonine protein kinase that is a key regulator of this pivotal 
point in glucose allocation. PAS kinase-­deficient mice (PASK-­/-­) placed on a high-­fat diet or a 
high-­fat high-­sugar diet are resistant to liver triglyceride accumulation and display increased 
whole animal as well as cellular respiration rates when compared to their wild type littermates. 
Liver triglyceride accumulation and altered metabolic rate are two primary risk factors in the 
development of CVD as well as related diseases such as type II diabetes. We have recently 
identified two PAS kinase substrates that may explain its regulation of this pivotal point in 
metabolism, upstream stimulatory factor 1 (USF1) and Ataxin-­2.  Our hypothesis is that PAS 
kinase regulates the pivotal point of partitioning glucose to lipid versus respiratory pathways 
through phosphorylation of its substrates USF1 and Ataxin-­2. USF1 is a transcription factor that 
directly regulates fatty acid synthase and human mutations in USF1 are associated with familial 
hypercholesterolemia. PAS kinase phosphorylates and inhibits USF1 in yeast. This 
phosphorylation leads to decreased respiration and increased lipid biosynthesis. Ataxin-­2, on 
the other hand, associates with and sequesters mRNA and proteins to stress granules, 
regulating cellular metabolism through their inhibition. PAS kinase-­dependent phosphorylation 
of Ataxin-­2 activates the protein by increasing its localization to stress granules in yeast. The 
focus of this proposal is to further characterize the effects of PAS kinase-­dependent 
phosphorylation on the function of USF1 and Ataxin-­2 in yeast and mammalian systems. Our 
long term goal is to increase our understanding of the regulation of central metabolism while 
training undergraduates in scientific research, thereby identifying novel targets for the treatment 
of metabolic disease. Throughout this proposal we will use the genetic and biochemical tools of 
yeast to investigate diseases for which most undergraduates have a personal connection to, 
namely hyperlipidemia and diabetes.

## Key facts

- **NIH application ID:** 10114867
- **Project number:** 2R15GM100376-03A1
- **Recipient organization:** BRIGHAM YOUNG UNIVERSITY
- **Principal Investigator:** Julianne H. Grose
- **Activity code:** R15 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $437,614
- **Award type:** 2
- **Project period:** 2012-03-01 → 2024-08-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10114867

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10114867, Investigating the partitioning of glucose to lipids versus respiration, an undergraduate-based approach to dissect a pivotal point of metabolic control (2R15GM100376-03A1). Retrieved via AI Analytics 2026-05-24 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10114867. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*