Adaptor proteins in the vascular endothelium

Dátum
2013-09-25T06:31:30Z
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

Vascular endothelial cell monolayer acts as a semiselective barrier between blood and the interstitium. Phosphorylation level of many cytoskeleton and cytoskeleton-associated proteins playing crucial role in the EC barrier function is critical to tissue and organ function. ERM-binding phosphoprotein 50 (EBP50) is a phosphorylatable PDZ domain-containing adaptor protein that is abundantly expressed in epithelium but was not yet studied in the endothelium. We found unusual nuclear localization of EBP50 in bovine pulmonary artery endothelial cells (BPAEC). Immunofluorescent staining and cellular fractionation demonstrated that EBP50 is present in the nuclear and perinuclear region in interphase cells. In the prophase of mitosis EBP50 redistributes to the cytoplasmic region in a phosphorylation dependent manner and during mitosis EBP50 co-localizes with protein phosphatase 2A. Furthermore, in vitro wound healing of BPAEC expressing phospho-mimic mutant of EBP50 was accelerated indicating that EBP50 is involved in the regulation of the cell division. Cell cycle dependent specific interactions were detected between EBP50 and the subunits of PP2A (A, C, and Bα) with immunoprecipitation and pull-down experiments. The interaction of EBP50 with the Bα containing form of PP2A suggests that this holoenzyme of PP2A can be responsible for the dephosphorylation of EBP50 in cytokinesis. Moreover, our results underline the significance of EBP50 in cell division via reversible phosphorylation of the protein with cyclin dependent kinase and PP2A in normal cells. TIMAP, TGF-β inhibited membrane-associated protein, is most abundant in endothelial cells with a regulatory effect on the endothelial barrier function, yet little is known about its interacting partners. RACK1, receptor for activated protein kinase C, serves as an anchor in multiple signaling pathways. We found that RACK1 binds to the TIMAP-PP1c complex in endothelial cells. WD1-4 repeats of RACK1 were identified as critical regions of the interaction both with TIMAP and farnesyl transferase. Phosphorylation of TIMAP by activation of the cAMP/PKA pathway reduced the amount of TIMAP-RACK1 complex and enhanced translocation of TIMAP to the cell membrane in vascular endothelial cells. However, both membrane localization of TIMAP and transendothelial resistance were attenuated after RACK1 depletion. Farnesyl transferase, the enzyme responsible for prenylation and consequent membrane localization of TIMAP, is present in the RACK1-TIMAP complex in control cells, but it does not co-immunoprecipitate with TIMAP after RACK1 depletion. Our results suggest that transient parallel linkage of TIMAP and farnesyl transferase to RACK1 could ensure prenylation and transport of TIMAP to the plasma membrane where it may attend in maintaining the endothelial barrier as a phosphatase regulator.

A vaszkuláris endotél sejtek szemiszelektív barrierként választják el a keringő vért a környező szövetektől. A jól működő endotél barrier funció fenntartásában számos citoszkeletális és citoszkeleton asszociált fehérje foszforilációja fontos szerepet játszik. Az EBP50 (ezrin-radixin-moesin-binding phosphoprotein 50), egy olyan foszforilálható adaptor fehérje, mely epitél sejtekben magas expressziós szinttel rendelkezik azonban endotél sejtekben még nem vizsgálták. Immunfluoreszcens festéssel, valamint sejtfrakcionálással az EBP50 fehérjét az interfázisban lévő endotél sejtek magi régiójában detektáltuk. A mitózis profázisában foszforiláció-függő módon a sejtek citoplazmájába transzlokálódott és kolokalizáció volt megfigyelhető a protein foszfatáz 2A enzimmel. Az EBP50 foszforilációt utánzó mutánsát expresszáló sejtek gyorsabb in vitro sebgyógyálást mutattak, ami az EBP50 sejtosztódásban betöltött szabályozó szerepére utal. Immunprecipitációs és pull down kísérletekkel sikerült igazolnuk az EBP50 és a PP2A (A, C, és Bα) alegységei közötti sejtciklus függő kölcsönhatást. Eredményeink arra utalnak, hogy a PP2A enzim szerepet játszik az EBP50 fehérje defoszforilálásában normál sejtekben a sejtciklus során. A TIMAP (TGFβ inhibited membrane-associated protein) endotél sejtekben rendelkezik a legmagasabb expressziós szinttel, szerepéről és kölcsönható partnereiről azonban csak keveset tudunk. A RACK1 (Receptor for Activated C Kinase 1) adaptor fehérje, számos jelátviteli útvonalban játszik szerepet. Eredményeink alapján endotél sejtekben a RACK1 a TIMAP-PP1c komplexhez kötődik. A kölcsönhatásban a RACK1 WD1-4 doménjei vesznek részt, melyhez kötődik továbbá a farnezil-transzferáz enzim is. A cAMP/PKA útvonal aktiválásával elért TIMAP foszforiláció csökkentette a RACK1-TIMAP komplex mennyiségét, valamint a TIMAP membránban való feldúsulásához vezetett. A RACK1 depléciójával a TIMAP membránlokalizációja valamint a farnezil-transzferáz enzimmel való kölcsönhatása is megszűnt. Eredményeink alapján a RACK1 adaptor fehérje biztosítja a TIMAP prenilációját az ehhez szükséges farnezil-transzferáz enzimmel való kölcsönhatással.

Leírás
Kulcsszavak
endothelial cells, endotélium, adaptor proteins, adaptor fehétjék, barrier function, barrier funkció, protein phosphatases, protein foszfatázok
Forrás