# MECHANISMS OF ER-TO-GOLGI TRANSPORT OF LYSOSOMAL ENZYMES

> **NIH NIH R01** · BAYLOR COLLEGE OF MEDICINE · 2020 · $59,834

## Abstract

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT 
 
Lysosomes control a substantial part of cellular metabolism by acting as the main catabolic hub of the cell and 
serving as a platform for the integration of numerous signals that modulate cell death, growth and proliferation. 
Most lysosomal functions rely on a set of more than 50 acid hydrolases that degrade a wide variety of 
macromolecules. Lysosomal enzymes are trafficked to the lysosome in two stages: transport of the newly 
synthesized proteins from the endoplasmic reticulum (ER) to the Golgi complex, and their subsequent 
receptor-­assisted transfer from the Golgi to endolysosomal compartments. How lysosomal enzymes are 
transported from the ER to the Golgi complex is unknown and, to our knowledge, the simple model of a bulk, 
unregulated transportation has never been questioned. We have identified two candidate ER receptors, CLN6 
and CLN8, whose deficiency results in altered maturation of lysosomal enzymes and lysosomal storage 
disorder-­like diseases. We propose to study how CLN6 and CLN8 function in the pathway of maturation of 
lysosomal enzymes. First, we will test the hypothesis that CLN6 and CLN8 directly interact with lysosomal 
enzymes and that such interaction is disrupted by disease-­associated mutations on either CLN6/CLN8 or on 
the surface of lysosomal enzymes (Aim 1). Second, we will examine the trafficking and maturation of newly 
synthesized lysosomal enzymes to identify the exact step that is disrupted by CLN6 and CLN8 deficiency. We 
will also define CLN6 and CLN8 functions in vivo by carrying out detailed tissue-­specific analyses of lysosomal 
composition in CLN6-­ and CLN8-­deficient mouse lines by LC-­MS/MS-­based proteomics. To this aim, we have 
generated a knock-­in Lamp1FLAG mouse line to efficiently isolate lysosomes from the desired tissues (Aim 2). 
Third, we will identify the protein domains and motifs that are involved in CLN6/CLN8 interaction and that direct 
their sorting across the compartments of the early secretory pathway via COP-­coated vesicles (Aim 3). We will 
accomplish our goals with a multi-­disciplinary approach that uses the tools of biochemistry, molecular biology, 
cell biology and mouse engineering and we will also develop a new method of in vivo lysosome isolation from 
mouse tissues. Our results are likely to have important consequences for our understanding of the 
mechanisms governing lysosomal biogenesis and of the molecular pathogenesis of numerous human 
diseases. Some of the regulatory mechanisms we uncover may serve in the future as targets for modulating 
lysosomal biogenesis in diseases resulting from impaired lysosomal function or in conditions, such as certain 
types of cancer, that are characterized by aberrant or unrestricted lysosomal activation.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9857041
- **Project number:** 5R01GM127492-02
- **Recipient organization:** BAYLOR COLLEGE OF MEDICINE
- **Principal Investigator:** Marco Sardiello
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $59,834
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2019-02-01 → 2020-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9857041

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9857041, MECHANISMS OF ER-TO-GOLGI TRANSPORT OF LYSOSOMAL ENZYMES (5R01GM127492-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9857041. Licensed CC0.

---

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