C-terminal sequences in R-Ras are involved in integrin regulation and in plasma membrane microdomain distribution

The small GTPases R-Ras and H-Ras are highly homologous proteins with contrasting biological properties, for example, they differentially modulate integrin affinity: H-Ras suppresses integrin activation in fibroblasts whereas R-Ras can reverse this effect of H-Ras. To gain insight into the sequences directing this divergent phenotype, we investigated a panel of H-Ras/R-Ras chimeras and found that sequences in the R-Ras hypervariable C-terminal region including amino acids 175-203 are required for the R-Ras ability to increase integrin activation in CHO cells; however, the proline-rich site in this region, previously reported to bind the adaptor protein Nck, was not essential for this effect. In addition, we found that the GTPase TC21 behaved similarly to R-Ras. Because the C-termini of Ras proteins can control their subcellular localization, we compared the localization of H-Ras and R-Ras. In contrast to H-Ras, which migrates out of lipid rafts upon activation, we found that activated R-Ras remained localized to lipid rafts. However, functionally distinct H-Ras/R-Ras chimeras containing different C-terminal R-Ras segments localized to lipid rafts irrespective of their integrin phenotype. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Cell entry of Lassa virus induces tyrosine phosphorylation of dystroglycan.

The extracellular matrix (ECM) receptor dystroglycan (DG) serves as a cellular receptor for the highly pathogenic arenavirus Lassa virus (LASV) that causes a haemorrhagic fever with high mortality in human. In the host cell, DG provides a molecular link between the ECM and the actin cytoskeleton via the adapter proteins utrophin or dystrophin. Here we investigated post-translational modifications of DG in the context of LASV cell entry. Using the tyrosine kinase inhibitor genistein, we found that tyrosine kinases are required for efficient internalization of virus particles, but not virus-receptor binding. Engagement of cellular DG by LASV envelope glycoprotein (LASV GP) in human epithelial cells induced tyrosine phosphorylation of the cytoplasmic domain of DG. LASV GP binding to DG further resulted in dissociation of the adapter protein utrophin from virus-bound DG. This virus-induced dissociation of utrophin was affected by genistein treatment, suggesting a role of receptor tyrosine phosphorylation in the process.

Molecular characterization of Unc5CL/ZUD

Résumé : Au cours de l'évolution, les organismes multicellulaires ont développé le système immunitaire afin de pouvoir se défendre contre les pathogènes tel que les bactéries, les virus, et les parasites. La réponse immunitaire doit être finement régulée par différentes voies de signalisation moléculaire, afin d'assurer une efficacité optimale, et d'éviter des dommages tissulaires indésirables. Les résultats expérimentaux décrits dans ce manuscrit, mettent en évidence que la protéine Unc5CL, qui contient un death domain (DD), est impliquée dans la régulation de la réponse immunitaire des muqueuses. Il a été démontré que cette protéine contient aussi un domaine transmembranaire de type III dans sa partie N-terminale, permettant ainsi de l'ancrer et d'exposer sa partie C-terminale dans le cytosol, un prérequis pour la signalisation dans ce compartiment cellulaire. De plus, cette protéine a la capacité d'activer le facteur de transcription NFxB, qui joue un rôle important dans le système immunitaire, ainsi que dans d'autres processus cellulaires essentiels. Le profil transcriptionnel révèle que l'activation de NF-κB induite par Unc5CL conduit principalement à une réponse inflammatoire, qui se caractérise par la production de diverses chimiokines (e.g. CXCL-1, IL-8 et CCL20). Il a également été démontré que Unc5CL requiert les mêmes molécules qui sont utilisées dans la voie de signalisation des récepteurs de la famille toll et de l'interleukine-1. De manière similaire à leur protéine adaptatrice MyD88, Unc5CL a la capacité de recruter, via une interaction homotypique DD-DD, les kinases IRAK1 et IRAK4 qui contiennent elles aussi un DD, permettant ainsi au signal d'être transmis. La production d'un anticorps polyclonal contre le DD de Unc5CL a permis d'identifier des lignées cellulaires et des tissus exprimant cette protéine, ainsi que de déterminer sa localisation sub-cellulaire. Unc5CL a été détecté dans les cellules de la muqueuse utérine et intestinale, ainsi que dans une lignée cellulaire issue d'un adénocarcinome colorectal humain, les CaCo-2. Dans chacun de ces cas, Unc5CL a été principalement détectée au niveau apical des cellules épithéliales polarisées. De manière similaire à PIDD, une protéine impliquée dans la réponse aux dommages à l'ADN, et au constituant des pores nucléaires Nup98, Unc5CL est constitutivement clivé de manière autoprotéolytique, au niveau d'un site HFS. Il est intéressant d'observer que les deux fragments ainsi générés restent fortement associés l'un à l'autre après clivage. Finalement, un criblage protéomique pour identifier un partenaire d'interaction, a mis en évidence l'ubiquitin ligase E3 ITCH, qui régule de manière négative Unc5CL en augmentant sa dégradation. Summary : Multicellular organisms have evolved the immune system in order to defend themselves against pathogens such as bacteria, viruses and eukaryotic parasites. Immune responses have to be tightly orchestrated by signaling mechanisms to achieve optimal effectiveness and minimal tissue damage. The experimental results in this thesis manuscript provide evidence that the death domain (DD)-containing protein Unc5CL might be involved in the regulation of mucosal immune responses. It could be shown that the protein contains an N-terminal type-III transmembrane domain that anchors the protein with its C-terminus exposed to the cytosol, a prerequisite for signaling events in this compartment. Furthermore, the protein has the capacity to activate the transcription factor NF-κB, which plays an important role in the immune system as well as in other essential cellular processes. Transcriptional profiling revealed that Unc5CL-mediated activation of NF-κB mainly leads to an inflammatory response, characterized by the production of chemokines (e.g. CXCL-l, IL-8 and CCL20). Furthermore, it could be shown that Unc5CL requires the same downstream signaling molecules as the evolutionarily ancient tolUinterleukin-1 receptor family. Similar to their adapter protein MyD88, Unc5CL has the capacity to recruit the DD-containing kinases IRAKI and IRAK4 for signaling and can interact with these proteins via homotypic DD-DD interactions. Generation of polyclonal antibodies raised against the DD of Unc5CL allowed the identification of cell lines and tissues that express the endogenous protein as well as to confine its subcellular localization. Unc5CL was detected in primary mucosal uterine and intestinal epithelial cells as well as in the human colorectal adenocarcinoma cell line CaCo-2. In all cases, the protein was mainly localized to the apical face of these polarized epithelial cells. Similar to PIDD, a protein critically involved in responses to DNA damage, and the nuclear pore component Nup98, Unc5CL is constitutively autoproteolytically processed at an HFS site. Interestingly, the two generated cleavage fragments remain tightly associated after processing. Finally, a proteomics screen for interaction partners identified the E3 ubiquitin ligase ITCH as a negative regulator of Unc5CL by targeting the protein for degradation.

Discovery of novel arenavirus receptors and entry factors

Arenaviruses are enveloped negative-strand RNA viruses that contain a bi-segmented genome. They are rodent-borne pathogens endemic to the Americas and Africa, with the exception of lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) that is world-wide distributed. The arenaviruses include numerous important human pathogens including the Old World arenavirus Lassa virus (LASV), the causative agent of a severe viral hemorrhagic fever in humans with several hundred thousand infections per year in Africa and thousands of deaths. Viruses are obligatory intracellular parasites, strictly depending on cellular processes and factors to complete their replication cycle. The binding of a virus to target cells is the first step of every viral infection, and is mainly mediated by viral proteins that can directly engage cellular receptors, providing a key determinant for viral tropism. This early step of infection represents a promising target to block the pathogen before it can take control over the host cell. Old World arenaviruses, such as LASV and LCMV, bind to host cells via attachment to their main receptor, dystroglycan (DG), an ubiquitous receptor for extracellular matrix proteins. The engagement of DG by LASV results in a fast internalization and transfer the virus to late endosomal compartment suggesting that the virus binding to DG causes marked changes in the dynamics of the receptor. These events could result in the clustering of the receptor and subsequent induction of signaling that could be modulated by the virus. Recently, numerous findings also suggest the presence of alternative receptor(s) for LASV in absence of the main DG receptor. In my first project, I was interested to investigate the effects of virus-receptor binding on the tyrosine phosphorylation of the cytoplasmic domain of DG and to test if this post-translational modification was crucial for the internalization of the LASV-receptor complex. We found that engagement of cellular DG by a recombinant LCMV expressing the envelope GP of LASV in human epithelial cells induced tyrosine phosphorylation of the cytoplasmic domain of DG. LASV GP binding to DG further resulted in dissociation of the adapter protein utrophin from virus-bound DG. Virus-induced dissociation of utrophin and consequent virus internalization were affected by the broadly specific tyrosine kinase inhibitor genistein. We speculate that the detachment of virus- bound DG from the actin-based cytoskeleton following DG phosphorylation may facilitate subsequent endocytosis of the virus-receptor complex. In the second project, I was interested to characterize the newly indentified LASV alternative receptor Axl in the context of productive arenavirus infection. In a first step, we demonstrated that Axl supports productive infection by rLCMV-LASVGP in a DG-independent manner. In line with previous studies, cell entry of rLCMV-LASVGP via Axl was less efficient when compared to functional DG. Interestingly, Axl-mediated infection showed rapid kinetics similar to DG-dependent entry. Using a panel of inhibitors, we found that Axl-mediated cell entry of rLCMV-LASVGP involved a clathrin-independent pathway that critically depended on actin and dynamin and was sensitive to EIPA but not to PAK inhibitors, compatible with a macropinocytosis-like mechanism of entry. In a next step, we aimed to investigate the molecular mechanism by which rLCMV-LASVGP recognizes Axl. Phosphatidylserine (PS) is the natural ligand of Axl via the adaptor protein Gas6. We detected the presence of PS in the envelope of Old World arenaviruses, suggesting that PS could mediate Axl-virus binding, in a mechanism of apoptotic mimicry already described for other viruses. Whether envelope PS and/or the GP of LASV plays any role in virus entry via Axl is still an open question. The molecular mechanisms underlying host cell-virus interaction are of particular interest to answer basic scientific questions as well as to apply key findings to translational research. Understanding pathogen induced-signaling and its link to invasion of the host cell is of great importance to develop drugs for therapeutic intervention against highly pathogenic viruses like LASV. - Les Arenavirus sont des virus enveloppés à ARN négatifs organisés sous forme de génome bisegmenté. Ils sont véhiculés par les rongeurs et se retrouvent de manière endémique aux Amériques et en Afrique avec l'exception du virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV) qui lui est distribué mondialement. De nombreux pathogènes humains font parti de la famille des Arenavirus dont le virus de l'Ancien Monde Lassa (LASV), un agent responsable de fièvres hémorragiques sévères chez les humains. Le virus de Lassa cause plusieurs centaines de milliers d'infections par année en Afrique ainsi que des milliers de morts. De manière générale, les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires qui dépendent strictement de processus et facteurs cellulaires pour clore leur cycle de réplication. L'attachement d'un virus à sa cellule cible représente la première étape de chaque infection virale et est principalement dirigée par des protéines virales qui interagissent directement avec leur récepteurs cellulaires respectifs fournissant ainsi un indicateur déterminant pour le tropisme d'un virus. Cette première étape de l'infection représente aussi une cible prometteuse pour bloquer le pathogène avant qu'il ne puisse prendre le contrôle de la cellule. Les Arenavirus de l'Ancien Monde comme LASV et LCMV s'attachent à la cellule hôte en se liant à leur récepteur principal, le dystroglycan (DG), un récepteur ubiquitaire pour les protéines de la matrice extracellulaire. La liaison du DG par LASV résulte en une rapide internalisation transférant le virus aux endosomes tardifs suggérant ainsi que l'attachement du virus au DG peut provoquer des changements marqués dans la dynamique moléculaire du récepteur. Ces événements sont susceptibles d'induire un regroupement du récepteur à la surface cellulaire, ainsi qu'une induction subséquente qui pourrait être, par la suite, modulée par le virus. Récemment, plusieurs découvertes suggèrent aussi la présence d'un récepteur alternatif pour LASV en l'absence du récepteur principal, le DG. Concernant mon premier projet, j'étais intéressée à étudier les effets de la liaison virus- récepteur sur la phosphorylation des acides aminés tyrosines se trouvant dans la partie cytoplasmique du DG, le but étant de tester si cette modification post-translationnelle était cruciale pour Γ internalisation du complexe LASV-DG récepteur. Nous avons découvert que l'engagement du récepteur DG par le virus recombinant LCMV, exprimant la glycoprotéine de LASV, dans des cellules épithéliales humaines induit une phosphorylation de résidu(s) tyrosine se situant dans le domaine cytoplasmique du DG. La liaison de la glycoprotéine de LASV au DG induit par la suite la dissociation de la protéine adaptatrice utrophine du complexe virus-DG récepteur. Nous avons observé que cette dissociation de l'utrophine, induite par le virus, ainsi que son internalisation, sont affectées par l'inhibiteur à large spectre des tyrosines kinases, la génistéine. Nous avons donc supposé que le détachement du virus, lié au récepteur DG, du cytosquelette d'actine suite à la phosphorylation du DG faciliterait l'endocytose subséquente du complexe virus-récepteur. Dans le second projet, j'étais intéressée à caractériser le récepteur alternatif Axl qui a été récemment identifié dans le contexte de l'infection productive des Arenavirus. Dans un premier temps, nous avons démontré que le récepteur alternatif Axl permet l'infection des cellules par le virus LCMV recombinant LASV indépendamment du récepteur DG. Conformément aux études publiées précédemment, nous avons pu observer que l'entrée du virus recombinant LASV via Axl est moins efficace que via le récepteur principal DG. De façon intéressante, nous avons aussi remarqué que l'infection autorisée par Axl manifeste une cinétique virale d'entrée similaire à celle observée avec le récepteur DG. Utilisant un éventail de différents inhibiteurs, nous avons trouvé que l'entrée du virus recombinant rLCMV-LASVGP via Axl implique une voie d'entrée indépendante de la clathrine et dépendant de manière critique de l'actine et de la dynamine. Cette nouvelle voie d'entrée est aussi sensible à l'EIPA contrairement aux inhibiteurs PAK indiquant un mécanisme d'entrée compatible avec un mécanisme de macropinocytose. L'étape suivante du projet a été d'investiguer le mécanisme moléculaire par lequel le virus recombinant rLCMV-LASVGP reconnaît le récepteur alternatif Axl. La phosphatidylsérine (PS) se trouve être un ligand naturel pour Axl via la protéine adaptatrice Gas6. Nous avons détecté la présence de PS dans l'enveloppe des Arenavirus du Vieux Monde suggérant que la PS pourrait médier la liaison du virus à Axl dans un mécanisme de mimétisme apoptotique déjà observé et décrit pour d'autres virus. Cependant, il reste encore à déterminer qui de la PS ou de la glycoprotéine de l'enveloppe virale intervient dans le processus d'entrée de LASV via le récepteur alternatif Axl. Les mécanismes moléculaires à la base de l'interaction entre virus et cellule hôte sont d'intérêts particuliers pour répondre aux questions scientifiques de base ainsi que dans l'application de découvertes clés pour la recherche translationnelle. La compréhension de la signalisation induite par les pathogènes ainsi que son lien à l'invasion de la cellule hôte est d'une importance considérable pour le développement de drogues pour l'intervention thérapeutique contre les virus hautement pathogènes comme LASV.

Caspase-2 activation in the absence of PIDDosome formation.

PIDD (p53-induced protein with a death domain [DD]), together with the bipartite adapter protein RAIDD (receptor-interacting protein-associated ICH-1/CED-3 homologous protein with a DD), is implicated in the activation of pro-caspase-2 in a high molecular weight complex called the PIDDosome during apoptosis induction after DNA damage. To investigate the role of PIDD in cell death initiation, we generated PIDD-deficient mice. Processing of caspase-2 is readily detected in the absence of PIDDosome formation in primary lymphocytes. Although caspase-2 processing is delayed in simian virus 40-immortalized pidd(-/-) mouse embryonic fibroblasts, it still depends on loss of mitochondrial integrity and effector caspase activation. Consistently, apoptosis occurs normally in all cell types analyzed, suggesting alternative biological roles for caspase-2 after DNA damage. Because loss of either PIDD or its adapter molecule RAIDD did not affect subcellular localization, nuclear translocation, or caspase-2 activation in high molecular weight complexes, we suggest that at least one alternative PIDDosome-independent mechanism of caspase-2 activation exists in mammals in response to DNA damage.

L’importance de la coopération de TRAF1 et LSP1 en aval du récepteur 4-1BB(CD137) pour la survie des lymphocytes

4-1BB (CD137) est un membre de la superfamille TNFR qui est impliqué dans la transmission des signaux de survie aux lymphocytes. TRAF1 est une protéine adaptatrice qui est recrutée par 4-1BB et autres TNFRs et est caractérisée par une expression très restreinte aux lymphocytes, cellules dendritiques et certaines cellules épithéliales. TRAF1 est nécessaire pour l’expansion et la survie des cellules T mémoire en présence d'agonistes anti-4-1BB in vivo. De plus, TRAF1 est requise en aval de 4-1BB pour activer (phosphoryler) la MAP kinase Erk impliquée dans la régulation de la molécule pro-apoptotique Bim. Suite à l’activation du récepteur 4-1BB, TRAF1 et ERK sont impliqués dans la phosphorylation de Bim et la modulation de son expression. L’activation et la régulation de TRAF1 et Bim ont un rôle important dans la survie des cellules T CD8 mémoires. Dans cette étude, nous avons utilisé une approche protéomique afin de pouvoir identifier de nouveaux partenaires de liaison de TRAF1. Utilisant cette stratégie, nous avons identifié que LSP1 (Leukocyte Specific Protein 1) est recruté dans le complexe de signalisation 4-1BB de manière TRAF1 dépendante. Une caractérisation plus poussée de l’interaction entre TRAF1 et LSP1 a montré que LSP1 lie la région unique N-terminal de TRAF1 de façon indépendante de la région conservée C-terminal. À l’instar des cellules T déficientes en TRAF1, les cellules T déficientes en LSP1 ne sont pas capables d’activer ERK en aval de 4-1BB et par conséquent ne peuvent pas réguler Bim. Ainsi, TRAF1 et LSP1 coopèrent en aval de 4-1BB dans le but d’activer ERK et réguler en aval les niveaux de Bim dans les cellules T CD8. Selon la littérature, le récepteur 4-1BB n’est pas exprimé à la surface des cellules B murines, mais le récepteur 4-1BB favorise la prolifération et la survie des cellules B humaines. Cependant, il est important d'étudier l'expression du récepteur 4-1BB dans les cellules B murines afin de disposer d'un modèle murin et de prédire la réponse clinique à la manipulation de 4-1BB. En utilisant différentes stimulations de cellules B murines primaires, nous avons identifié que le récepteur 4-1BB est exprimé à la surface des cellules B de souris suite à une stimulation avec le LPS (Lipopolysaccharides). Une caractérisation plus poussée a montré que le récepteur 4-1BB est induit dans les cellules B murines d'une manière dépendante de TLR4 (Toll Like Receptor 4). Collectivement, notre travail a démontré que la stimulation avec le LPS induit l’expression du récepteur 4-1BB à la surface des cellules B murines, menant ainsi à l'induction de TRAF1. De plus, TRAF1 et LSP1 coopèrent en aval de 4-1BB pour activer la signalisation de la Map kinase ERK dans les cellules B murines de manière similaire aux cellules T. Les cellules B déficientes en TRAF1 et les cellules B déficientes en LSP1 ne sont pas en mesure d'activer la voie ERK en aval de 4-1BB et montrent un niveau d’expression du récepteur significativement diminué comparé aux cellules B d’une souris WT. Ainsi, TRAF1 et LSP1 sont nécessaires pour une expression maximale du récepteur 4-1BB à la surface cellulaire de cellules B murines et coopèrent en aval de 4-1BB afin d'activer la cascade ERK dans les cellules B murines.

The p85 subunit of phosphatidylinositol 3-kinase associates with the Fc receptor gamma-chain and linker for activitor of T cells (LAT) in platelets stimulated by collagen and convulxin.

There is extensive evidence to show that phosphatidylinositol 3-kinase plays an important role in signaling by the immune family of receptors, which has recently been extended to include the platelet collagen receptor, glycoprotein VI. In this report we present two potential mechanisms for the regulation of this enzyme on stimulation of platelets by collagen. We show that on stimulation with collagen, the regulatory subunit of phosphatidylinositol 3-kinase associates with the tyrosine-phosphorylated form of the adapter protein linker for activator of T Cells (LAT) and the tyrosine-phosphorylated immunoreceptor tyrosine-based activation motif of the Fc receptor gamma-chain (a component of the collagen receptor complex that includes glycoprotein VI). The associations of the Fc receptor gamma-chain and LAT with p85 are rapid and supported by the Src-homology 2 domains of the regulatory subunit. We did not obtain evidence to support previous observations that the regulatory subunit of phosphatidylinositol 3-kinase is regulated through association with the tyrosine kinase Syk. The present results provide a molecular basis for the regulation of the p85/110 form of phosphatidylinositol 3-kinase by GPVI, the collagen receptor that underlies activation.

Germline-Specific MATH-BTB Substrate Adaptor MAB1 Regulates Spindle Length and Nuclei Identity in Maize

Germline and early embryo development constitute ideal model systems to study the establishment of polarity, cell identity, and asymmetric cell divisions (ACDs) in plants. We describe here the function of the MATH-BTB domain protein MAB1 that is exclusively expressed in the germ lineages and the zygote of maize (Zea mays). mab1 (RNA interference [RNAi]) mutant plants display chromosome segregation defects and short spindles during meiosis that cause insufficient separation and migration of nuclei. After the meiosis-to-mitosis transition, two attached nuclei of similar identity are formed in mab1 (RNAi) mutants leading to an arrest of further germline development. Transient expression studies of MAB1 in tobacco (Nicotiana tabacum) Bright Yellow-2 cells revealed a cell cycle-dependent nuclear localization pattern but no direct colocalization with the spindle apparatus. MAB1 is able to form homodimers and interacts with the E3 ubiquitin ligase component Cullin 3a (CUL3a) in the cytoplasm, likely as a substrate-specific adapter protein. The microtubule-severing subunit p60 of katanin was identified as a candidate substrate for MAB1, suggesting that MAB1 resembles the animal key ACD regulator Maternal Effect Lethal 26 (MEL-26). In summary, our findings provide further evidence for the importance of posttranslational regulation for asymmetric divisions and germline progression in plants and identified an unstable key protein that seems to be involved in regulating the stability of a spindle apparatus regulator(s).

Die funktionelle Rolle von LRP1 in der tPA-vermittelten Aktivierung von NMDA-Rezeptoren

Das Low Density Lipoprotein Receptor-related Protein 1 (LRP1) scheint neben seiner ursprünglichen Rolle als Lipoproteinrezeptor auch eine fundamentale Rolle bei der Einleitung von Signaltransduktionskaskaden im sich entwickelnden Gehirn zu spielen. Einer seiner Hauptliganden ist die Serinprotease Tissue-type Plasminogen Aktivator (tPA), welche NMDA-Rezeptor-abhängig MAP Kinasenaktivierung induzieren kann. In dieser Studie sollte daher untersucht werden, ob LRP1 und der NMDA Rezeptor in der tPA-vermittelten Signaltransduktion miteinander kooperieren. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl LRP1 als auch der NMDA Rezeptor an der tPA-induzierten Erk1/2 Phosphorylierung beteiligt sind, da dieser Effekt mit den spezifischen Inhibitoren RAP, MK-801 und DL-AP5 blockiert werden konnte. Eine weitere Bestätigung der LRP1-Spezifität zeigte sich durch shRNA knock-down Experimente. Calcium Imaging Experimente ergaben, dass die Applikation von tPA sowohl in primären, hippokampalen Neuronen als auch in der neuronalen Zelllinie HT22 zu einem robusten Einstrom von Calcium in die Zelle führte, welcher mit dem NMDA Rezeptor Inhibitor MK-801 und dem LRP1 Inhibitor RAP blockiert werden konnte. RNAi Experimente und Überexpressionsstudien bestätigten die Beteiligung von PSD-95 als intrazelluläres Adapterprotein, welches die beiden Rezeptoren miteinander verbindet. Als Bindungsstelle für PSD-95 konnte mit Hilfe von LRP1 knock-in Mausneuronen die distale NPxY(2) Domäne am LRP1 C-Terminus identifiziert werden. Diese Ergebnisse führten zu der Hypothese eines multimeren tPA-LRP1-NMDA Rezeptor Komplexes, der über die primäre Bindung von tPA an LRP1 aktiviert wird und anschließend das Signal an den NMDA Rezeptor weiterleitet. Somit weisen die Ergebnisse dieser Arbeit auf einen neuen, tPA-vermittelten Mechanismus zur Öffnung von Glutamatrezeptoren hin, der eine funktionelle Kooperation von dem Lipoproteinrezeptor LRP1 mit dem NMDA Rezeptor voraussetzt.

Nedd4-1 and beta-arrestin-1 are key regulators of Na+/H+ exchanger 1 ubiquitylation, endocytosis, and function

The ubiquitously expressed mammalian Na(+)/H(+) exchanger 1 (NHE1) controls cell volume and pH but is also critically involved in complex biological processes like cell adhesion, cell migration, cell proliferation, and mechanosensation. Pathways controlling NHE1 turnover at the plasma membrane, however, are currently unclear. Here, we demonstrate that NHE1 undergoes ubiquitylation at the plasma membrane by a process that is unprecedented for a mammalian ion transport protein. This process requires the adapter protein ?-arrestin-1 that interacts with both the E3 ubiquitin ligase Nedd4-1 and the NHE1 C terminus. Truncation of NHE1 C terminus to amino acid 550 abolishes binding to ?-arrestin-1 and NHE1 ubiquitylation. Overexpression of ?-arrestin-1 or of wild type but not ligase-dead Nedd4-1 increases NHE1 ubiquitylation. siRNA-mediated knock-down of Nedd4-1 or ?-arrestin-1 reduces NHE1 ubiquitylation and endocytosis leading to increased NHE1 surface levels. Fibroblasts derived from ?-arrestin-1 and Nedd4-1 knock-out mice show loss of NHE1 ubiquitylation, increased plasmalemmal NHE1 levels and greatly enhanced NHE1 transport compared with wild-type fibroblasts. These findings reveal Nedd4-1 and ?-arrestin-1 as key regulators of NHE1 ubiquitylation, endocytosis, and function. Our data suggest a broader role for ?-arrestins in the regulation of membrane ion transport proteins than currently known.

L-amino acid oxidase from Naja atra venom activates and binds to human platelets

An L-amino acid oxidase (LAAO), NA-LAAO, was purified from the venom of Naja atra. Its N-terminal sequence shows great similarity with LAAOs from other snake venoms. NA-LAAO dose-dependently induced aggregation of washed human platelets. However, it had no activity on platelets in platelet-rich plasma. A low concentration of NA-LAAO greatly promoted the effect of hydrogen peroxide, whereas hydrogen peroxide itself had little activation effect on platelets. NA-LAAO induced tyrosine phosphorylation of a number of platelet proteins including Src kinase, spleen tyrosine kinase, and phospholipase Cgamma2. Unlike convulxin, Fc receptor gamma chain and T lymphocyte adapter protein are not phosphorylated in NA-LAAO-activated platelets, suggesting an activation mechanism different from the glycoprotein VI pathway. Catalase inhibited the platelet aggregation and platelet protein phosphorylation induced by NA-LAAO. NA-LAAO bound to fixed platelets as well as to platelet lysates of Western blots. Furthermore, affinity chromatography of platelet proteins on an NA-LAAO-Sepharose 4B column isolated a few platelet membrane proteins, suggesting that binding of NA-LAAO to the platelet membrane might play a role in its action on platelets.

p62/SQSTM1 upregulation constitutes a survival mechanism that occurs during granulocytic differentiation of acute myeloid leukemia cells.

The p62/SQSTM1 adapter protein has an important role in the regulation of several key signaling pathways and helps transport ubiquitinated proteins to the autophagosomes and proteasome for degradation. Here, we investigate the regulation and roles of p62/SQSTM1 during acute myeloid leukemia (AML) cell maturation into granulocytes. Levels of p62/SQSTM1 mRNA and protein were both significantly increased during all-trans retinoic acid (ATRA)-induced differentiation of AML cells through a mechanism that depends on NF-κB activation. We show that this response constitutes a survival mechanism that prolongs the life span of mature AML cells and mitigates the effects of accumulation of aggregated proteins that occurs during granulocytic differentiation. Interestingly, ATRA-induced p62/SQSTM1 upregulation was impaired in maturation-resistant AML cells but was reactivated when differentiation was restored in these cells. Primary blast cells of AML patients and CD34(+) progenitors exhibited significantly lower p62/SQSTM1 mRNA levels than did mature granulocytes from healthy donors. Our results demonstrate that p62/SQSTM1 expression is upregulated in mature compared with immature myeloid cells and reveal a pro-survival function of the NF-κB/SQSTM1 signaling axis during granulocytic differentiation of AML cells. These findings may help our understanding of neutrophil/granulocyte development and will guide the development of novel therapeutic strategies for refractory and relapsed AML patients with previous exposure to ATRA.

Nck-interacting Ste20 kinase couples Eph receptors to c-Jun N-terminal kinase and integrin activation.

The mammalian Ste20 kinase Nck-interacting kinase (NIK) specifically activates the c-Jun amino-terminal kinase (JNK) mitogen-activated protein kinase module. NIK also binds the SH3 domains of the SH2/SH3 adapter protein Nck. To determine whether Nck functions as an adapter to couple NIK to a receptor tyrosine kinase signaling pathway, we determined whether NIK is activated by Eph receptors (EphR). EphRs constitute the largest family of receptor tyrosine kinases (RTK), and members of this family play important roles in patterning of the nervous and vascular systems. In this report, we show that NIK kinase activity is specifically increased in cells stimulated by two EphRs, EphB1 and EphB2. EphB1 kinase activity and phosphorylation of a juxtamembrane tyrosine (Y594), conserved in all Eph receptors, are both critical for NIK activation by EphB1. Although pY594 in the EphB1R has previously been shown to bind the SH2 domain of Nck, we found that stimulation of EphB1 and EphB2 led predominantly to a complex between NIK/Nck, p62(dok), RasGAP, and an unidentified 145-kDa tyrosine-phosphorylated protein. Tyrosine-phosphorylated p62(dok) most probably binds directly to the SH2 domain of Nck and RasGAP and indirectly to NIK bound to the SH3 domain of Nck. We found that NIK activation is also critical for coupling EphB1R to biological responses that include the activation of integrins and JNK by EphB1. Taken together, these findings support a model in which the recruitment of the Ste20 kinase NIK to phosphotyrosine-containing proteins by Nck is an important proximal step in the signaling cascade downstream of EphRs.

Nck recruitment to Eph receptor, EphB1/ELK, couples ligand activation to c-Jun kinase.

Eph family receptor tyrosine kinases signal axonal guidance, neuronal bundling, and angiogenesis; yet the signaling systems that couple these receptors to targeting and cell-cell assembly responses are incompletely defined. Functional links to regulators of cytoskeletal structure are anticipated based on receptor mediated cell-cell aggregation and migratory responses. We used two-hybrid interaction cloning to identify EphB1-interactive proteins. Six independent cDNAs encoding the SH2 domain of the adapter protein, Nck, were recovered in a screen of a murine embryonic library. We mapped the EphB1 subdomain that binds Nck and its Drosophila homologue, DOCK, to the juxtamembrane region. Within this subdomain, Tyr594 was required for Nck binding. In P19 embryonal carcinoma cells, activation of EphB1 (ELK) by its ligand, ephrin-B1/Fc, recruited Nck to native receptor complexes and activated c-Jun kinase (JNK/SAPK). Transient overexpression of mutant EphB1 receptors (Y594F) blocked Nck recruitment to EphB1, attenuated downstream JNK activation, and blocked cell attachment responses. These findings identify Nck as an important intermediary linking EphB1 signaling to JNK.

Sterile-filtered saliva is a strong inducer of IL-6 and IL-8 in oral fibroblasts.

OBJECTIVES Saliva has been implicated to support oral wound healing, a process that requires a transient inflammatory reaction. However, definitive proof that saliva can provoke an inflammatory response remained elusive. MATERIALS AND METHODS We investigated the ability of freshly harvested and sterile-filtered saliva to cause an inflammatory response of oral fibroblasts and epithelial cells. The expression of cytokines and chemokines was assessed by microarray, RT-PCR, immunoassays, and Luminex technology. The involvement of signaling pathways was determined by Western blot analysis and pharmacologic inhibitors. RESULTS We report that sterile-filtered whole saliva was a potent inducer of IL-6 and IL-8 in fibroblasts from the gingiva, the palate, and the periodontal ligament, but not of oral epithelial cells. This strong inflammatory response requires nuclear factor-kappa B and mitogen-activated protein kinase signaling. The pro-inflammatory capacity is heat stable and has a molecular weight of <40 kDa. Genome-wide microarrays and Luminex technology further revealed that saliva substantially increased expression of other inflammatory genes and various chemokines. To preclude that the observed pro-inflammatory activity is the result of oral bacteria, sterile-filtered parotid saliva, collected under almost aseptic conditions, was used and also increased IL-6 and IL-8 expression in gingiva fibroblasts. The inflammatory response was, furthermore, independent of MYD88, an adapter protein of the Toll-like receptor signaling pathway. CONCLUSIONS We conclude that saliva can provoke a robust inflammatory response in oral fibroblasts involving the classical nuclear factor-kappa B and mitogen-activated protein kinase signaling pathway. CLINICAL RELEVANCE Since fibroblasts but not epithelial cells show a strong inflammatory response, saliva may support the innate immunity of defect sites exposing the oral connective tissue.