980 resultados para Lambda Protein Phosphatase
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Protein phosphatase 1 (PP1) is a highly conserved enzyme that has been implicated in diverse biological processes in the brain as well as in nonneuronal tissues. The present study used light and electron microscopic immunocytochemistry to characterize the distribution of two PP1 isoforms, PP1 alpha and PP1 gamma 1, in the rat neostriatum. Both isoforms are heterogeneously distributed in brain with the highest immunoreactivity being found in the neostriatum and hippocampal formation. Further, both isoforms are highly and specifically concentrated in dendritic spines. Weak immunoreactivity is present in dendrites, axons, and some axon terminals. Immunoreactivity for PP1 alpha is also present in the perikaryal cytoplasm and nuclei of most medium- and large-sized neostriatal neurons. The specific localization of PP1 in dendritic spines is consistent with a central role for this enzyme in signal transduction. The data support the concept that, in the course of evolution, spines developed as specialized signal transduction organelles enabling neurons to integrate diverse inputs from multiple afferent nerve terminals.
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Purpose: To determine the effect of the secondary metabolites from Penicillium sp. H9318 on cytotoxicity and cell cycle progression. Methods: A yeast PP1 inhibitory screening system was carried out to confirm the presence of anti- PP1c activity in crude acetone extracts of strain H9318. The extracts were fractionated and identified as Fraction S1 and Citrinin 9318 (CTN9318). Various cancer cell lines were used to test for the toxicity of the crude acetone extracts, Fraction S1 and Citrinin 9318, using MTT viability assay. Results: It was found that a colorectal cancer cell line, HT-29, was susceptible to Fraction S1 and Citrinin 9318. A propidium iodide (PI)-incorporated DNA assay was used to show that there was G2/M arrest in HT-29 by Citrinin 9318. Conclusion: Citrinin 9318 inhibits the viability of HT-29 via mitotic block. The results suggest that Citrinin 9318 is capable of exerting cytotoxicity and mitotic arrest in a colon cancer cell line, HT29
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The phosphorylation state and corresponding activity of the retinoblastoma tumor suppressor protein (Rb) are modulated by a balance of kinase and phosphatase activities. Here we characterize the association of Rb with the catalytic subunit of protein phosphatase 1 (PP1c). A crystal structure identifies an enzyme docking site in the Rb C-terminal domain that is required for efficient PP1c activity toward Rb. The phosphatase docking site overlaps with the known docking site for cyclin-dependent kinase (Cdk), and PP1 competition with Cdk-cyclins for Rb binding is sufficient to retain Rb activity and block cell-cycle advancement. These results provide the first detailed molecular insights into Rb activation and establish a novel mechanism for Rb regulation in which kinase and phosphatase compete for substrate docking.
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Regulation of nonspecific cation channels often underlies neuronal bursting and other prolonged changes in neuronal activity. In bag cell neurons of Aplysia, it recently has been suggested that an intracellular messenger-induced increase in the activity of a nonspecific cation channel may underlie the onset of a 30-min period of spontaneous action potentials referred to as the “afterdischarge.” In patch clamp studies of the channel, we show that the open probability of the channel can be increased by an average of 10.7-fold by application of ATP to the cytoplasmic side of patches. Duration histograms indicate that the increase is primarily a result of a reduction in the duration and percentage of channel closures described by the slowest time constant. The increase in open probability was not observed using 5′-adenylylimidodiphosphate, a nonhydrolyzable ATP analog, and was blocked in the presence of H7 or the more specific calcium/phospholipid-dependent protein kinase C (PKC) inhibitor peptide(19–36). Because the increase in activity observed in response to ATP occurred without application of protein kinase, our results indicate that a kinase endogenous to excised patches mediates the effect. The effect of ATP could be reversed by exogenously applied protein phosphatase 1 or by a microcystin-sensitive phosphatase also endogenous to excised patches. These results, together with work demonstrating the presence of a protein tyrosine phosphatase in these patches, suggest that the cation channel is part of a regulatory complex including at least three enzymes. This complex may act as a molecular switch to activate the cation channel and, thereby, trigger the afterdischarge.
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The synthesis and phosphorylation of protein factor(s) that bind to the positivecis-acting element (−69 to −98 nt) of the CYP2B1/B2 gene have been examinedin vivoin the rat. Treatment of rats with cycloheximide, a protein synthetic inhibitor, suppresses basal as well as phenobarbitone-induced levels of CYP2B1/B2 mRNA and its run-on transcription. Under these conditions, complex formation of the nuclear extract with the positive element is also inhibited, as judged by gel shift assays. Treatment of rats with 2-aminopurine, a general protein kinase inhibitor, blocks the phenobarbitone-mediated increase in CYP2B1/B2 mRNA, cell-free transcription of a minigene construct containing the positive element, pP450e179DNA, and binding of nuclear proteins to the positive element. Treatment of rats with okadaic acid, a protein phosphatase inhibitor, mimics the effects of phenobarbitone, but only partially. Thus, both phenobarbitone and okadaic acid individually enhance binding of the nuclear protein(s) to the positive element, cell-free transcription of the minigene construct, and phosphorylation of the not, vert, similar26- and 94-kDa proteins binding to the positive element. But unlike phenobarbitone, okadaic acid is not an inducer of CYP2B1/B2 mRNA or its run-on transcription. Thus, phenobarbitone-responsive positive element interactions constitute only a minimal requirement, and okadaic acid is perhaps not able to bring about the total requirement for activation of CYP2B1/B2 gene transcription that should include interaction between the minimal promoter and further upstream elements. An intriguing feature is the antagonistic effect of okadaic acid on phenobarbitone-mediated effects on CYP2B1/B2 mRNA levels, cell-free and run-on transcription, and nuclear protein binding to the positive element. The reason for this antagonism is not clear. It is concluded that phenobarbitone treatment enhancesin vivothe synthesis and phosphorylation of protein factors binding to the positive element and these constitute a minimal requirement for the transcriptional activation of the CYP2B1/B2 gene.
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Glioblastoma (GBM; grade IV astrocytoma) is a very aggressive form of brain cancer with a poor survival and few qualified predictive markers. This study integrates experimentally validated genes that showed specific upregulation in GBM along with their protein-protein interaction information. A system level analysis was used to construct GBM-specific network. Computation of topological parameters of networks showed scale-free pattern and hierarchical organization. From the large network involving 1,447 proteins, we synthesized subnetworks and annotated them with highly enriched biological processes. A careful dissection of the functional modules, important nodes, and their connections identified two novel intermediary molecules CSK21 and protein phosphatase 1 alpha (PP1A) connecting the two subnetworks CDC2-PTEN-TOP2A-CAV1-P53 and CDC2-CAV1-RB-P53-PTEN, respectively. Real-time quantitative reverse transcription-PCR analysis revealed CSK21 to be moderately upregulated and PP1A to be overexpressed by 20-fold in GBM tumor samples. Immunohistochemical staining revealed nuclear expression of PP1A only in GBM samples. Thus, CSK21 and PP1A, whose functions are intimately associated with cell cycle regulation, might play key role in gliomagenesis. Cancer Res; 70(16); 6437-47. (C)2010 AACR.
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Microcystins isolated from toxic cyanobacteria are potent inhibitors of protein phosphatases 1 and 2A (PP1 and PP2A). The inhibitory effects of three structural variants of microcystins (microcystin-LR, -YR, and -RR) on protein phosphatases isolated and purified from the liver and kidney of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) were investigated using the P-32 radiometric assay. The relationships between percentage inhibition of protein phosphatase activity and microcystin levels followed a typical dose-dependent sigmoid curve. These results were compared to those obtained from mouse PP2A. The degree and pattern of inhibition of both fish and mouse protein phosphatases by microcystins were similar. Protein phosphatases in crude fish tissue homogenates showed similar inhibition patterns as purified fish PP2A toward microcystins. (C) 2000 by John Wiley & Sons, Inc.
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A génese de um cancro está dependente da acumulação de mutações genéticas que dão origem a instabilidade genómica, que por sua vez resulta na proliferação descontrolada. Para prevenir a acumulação destas mutações, as células têm mecanismos de controlo (checkpoints) que suspendem o ciclo celular e accionam as vias de reparação do ADN. Estes eventos são muitas vezes regulados por dinâmicas de (des)fosforilação de proteínas. As proteínas fosfatases (PPs), enzimas responsáveis pela remoção do grupo fosfato de resíduos fosforilados, desempenham funções cruciais na regulação de muitos mecanismos celulares. Enquanto que no início do projecto as cinases envolvidas no checkpoint da replicação estavam bem estabelecidas, as PPs envolvidas não eram conhecidas. A Chk1, um componente da maquinaria do checkpoint da replicação, é exemplo dessa regulação por (des)fosforilação, como sejam nos resíduos Ser317 e Ser345. Assim, como primeira abordagem para determinar quais os grupos de PPs envolvidos na regulação do checkpoint da replicação, decidimos investigar o seu papel na regulação da fosforilação da Chk1. A primeira conclusão é que a desfosforilação da Chk1 ao longo do tempo, tanto in vivo como in vitro, ocorre com uma dinâmica bi-fásica. Em segundo, a abordagem in vitro sugere que as famílias PP1, PP2A e PP2C estão envolvidas na desfosforilação da Chk1. Uma vez que a família PP2A foi a que mostrou a maior acção nesta reacção, decidimos investigar outros membros da família in vivo, primeiro com uma abordagem geral (tratando com OA ou sobreexpressando a PME-1), e depois com o knockdown específico da PP4 e PP6 (através de siRNA). Os resultados mostram que a inibição das PPs afectam tanto a desfosforilação como o estado de activação da Chk1 em resposta a tratamento com Hidroxiureia (HU). Todas as PPs testadas in vivo pareceram ser capazes de regular, a níveis diferentes, tanto a fosforilação como a desfosforilação da Chk1. A função das PPs foi também investigada ao nível: da regulação do disparo das origens de replicação, e da recuperação da suspensão da replicação, induzida pela HU. No último caso, os dados indicam que na situação simultânea de knockdown da PP4 com tratamento de HU, há um atraso do ciclo celular na resolução da transição de G2/M. No ensaio de replicação por pulse-chase, os resultamos mostram que tanto o tratamento com OA, como a sobre-expressão de I-2 ou PME-1, atrasam a cronologia do disparo programado das origens de replicação. No entanto, nenhum dos tratamentos efectuados parece desregular o início do checkpoint da replicação. Um rastreio de 2-híbrido de levedura com uma biblioteca de cDNA de testículo humano foi realizado, usando a Chk1 como isco, no sentido de descobrir novos interactores e definir novas possíveis funções para a Chk1 no contexto da meiose. Com base nos resultados do rastreio, duas novas funções são sugeridas: a interacção com a GAGE12 sugere uma função na recombinação genómica/vigilância do genoma durante a meiose, e as interacções com a EEF1α1 e a RPS5 sugerem uma função na regulação da síntese proteíca. Estas experiências fornecem um visão geral para a compreensão da diversidade de funções das proteínas fosfatases envolvidas no checkpoint da replicação, bem como, abre novos caminhos para o desenvolvimento de novas drogas para o tratamento do cancro.
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A maioria das funções celulares, incluindo expressão de genes, crescimento e proliferação celulares, metabolismo, morfologia, motilidade, comunicação intercelular e apoptose, é regulada por interações proteína-proteína (IPP). A célula responde a uma variedade de estímulos, como tal a expressão de proteínas é um processo dinâmico e os complexos formados são constituídos transitoriamente mudando de acordo com o seu ciclo funcional, adicionalmente, muitas proteínas são expressas de uma forma dependente do tipo de célula. Em qualquer instante a célula pode conter cerca de centenas de milhares de IPPs binárias, e encontrar os companheiros de interação de uma proteína é um meio de inferir a sua função. Alterações em redes de IPP podem também fornecer informações acerca de mecanismos de doença. O método de identificação binário mais frequentemente usado é o sistema Dois Hibrido de Levedura, adaptado para rastreio em larga escala. Esta metodologia foi aqui usada para identificar os interactomas específicos de isoforma da Proteína Fosfatase 1 (PP1), em cérebro humano. A PP1 é uma proteína fosfatase de Ser/Thr envolvida numa grande variedade de vias e eventos celulares. É uma proteína conservada codificada por três genes, que originam as isoformas α, β, e γ, com a última a originar γ1 e γ2 por splicing alternativo. As diferentes isoformas da PP1 são reguladas pelos companheiros de interação – proteínas que interagem com a PP1 (PIPs). A natureza modular dos complexos da PP1, bem como a sua associação combinacional, gera um largo reportório de complexos reguladores e papéis em circuitos de sinalização celular. Os interactomas da PP1 específicos de isofoma, em cérebro, foram aqui descritos, com um total de 263 interações identificadas e integradas com os dados recolhidos de várias bases de dados de IPPs. Adicionalmente, duas PIPs foram selecionadas para uma caracterização mais aprofundada da interação: Taperina e Sinfilina-1A. A Taperina é uma proteína ainda pouco descrita, descoberta recentemente como sendo uma PIP. A sua interação com as diferentes isoformas da PP1 e localização celulares foram analisadas. Foi descoberto que a Taperina é clivada e que está presente no citoplasma, membrana e núcleo e que aumenta os níveis de PP1, em células HeLa. Na membrana ela co-localiza com a PP1 e a actina e uma forma mutada da Taperina, no motivo de ligação à PP1, está enriquecida no núcleo, juntamente com a actina. Mais, foi descoberto que a Taperina é expressa em testículo e localiza-se na região acrossómica da cabeça do espermatozoide, uma estrutura onde a PP1 e a actina estão também presentes. A Sinfilina-1A, uma isoforma da Sinfilina-1, é uma proteína com tendência para agregar e tóxica, envolvida na doença de Parkinson. Foi mostrado que a Sinfilina-1A liga às isoformas da PP1, por co-transformação em levedura, e que mutação do seu motivo de ligação à PP1 diminuiu significativamente a interação, num ensaio de overlay. Quando sobre-expressa em células Cos-7, a Sinfilina-1A formou corpos de inclusão onde a PP1 estava presente, no entanto a forma mutada da Sinfilina-1A também foi capaz de agregar, indicando que a formação de inclusões não foi dependente de ligação à PP1. Este trabalho dá uma nova perspetiva dos interactomas da PP1, incluindo a identificação de dezenas de companheiros de ligação específicos de isoforma, e enfatiza a importância das PIPs, não apenas na compreensão das funções celulares da PP1 mas também, como alvos de intervenção terapêutica.
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L’insuline est une hormone essentielle qui induit des réponses complexes dans l’organisme pour maintenir l’homéostasie du glucose et des lipides. La résistance à son action est un phénomène pathologique observé dans un large éventail de situations, allant de l’obésité et du syndrome métabolique à la stéatose hépatique et au diabète de type 2, qui aboutissent au développement de l’athérosclérose et de la mortalité. Des avancées remarquables ont été réalisées dans notre compréhension des mécanismes moléculaires responsables du développement de la résistance à l’action de l’insuline. En particulier, l’induction d’un stress cellulaire par des taux élevés d’acides gras libres (AGL) et des cytokines, via l’activation des protéines Ser/Thr kinases, qui augmente la phosphorylation sur des résidus sérine, des molécules critiques impliquées dans la signalisation insulinique (p. ex. IR, IRS et p85) et conduit à la diminution de la réponse cellulaire à l’insuline. Cependant, la plupart des chercheurs ont limité leur travail dans l’investigation du rôle des protéines kinases susceptibles de modifier la réponse cellulaire à l’insuline. Donc, peu de données sont disponibles sur le rôle des Protéines Ser/Thr phosphatases (PS/TPs), même si il est bien établi que la phosphorylation de ces protéines est étroitement régulée par un équilibre entre les activités antagonistes des Ser/Thr kinases et des PS/TPs. Parmi les PS/TPS, PPM1A (également connu sous le nom PP2Cα) est une phosphatase particulièrement intéressante puisqu’il a été suggéré qu’elle pourrait jouer un rôle dans la régulation du métabolisme lipidique et du stress cellulaire. Ainsi, en se basant sur des résultats préliminaires de notre laboratoire et des données de la littérature, nous avons émis l’hypothèse selon laquelle PPM1A pourrait améliorer la sensibilité à l’insuline en diminuant l’activité des protéines kinases qui seraient activées par le stress cellulaire induit par l’augmentation des AGL. Ces effets pourraient finalement améliorer le métabolisme glucidique et lipidique dans l’hépatocyte. Ainsi, pour révéler le rôle physiologique de PPM1A à l’échelle d’un animal entier, nous avons généré un modèle animal qui la surexprime spécifiquement dans le foie. Nous décrivons ici notre travail afin de générer ce modèle animal ainsi que les premières analyses pour caractériser le phénotype de celui-ci. Tout d’abord, nous avons remarqué que la surexpression de PPM1A chez les souris C57BL/6J n’a pas d’effets sur le gain de poids sur une longue période. Deuxièmement, nous avons observé que PPM1A a peu d’effets sur l’homéostasie du glucose. Par contre, nous avons montré que sa surexpression a des effets significatifs sur l’homéostasie du glycogène et des triglycérides. En effet, nous avons observé que le foie des souris transgéniques contient moins de glycogène et de triglycérides que le foie de celles de type sauvage. De plus, nos résultats suggèrent que les effets de la surexpression de PPM1A pourraient refléter son impact sur la synthèse et la sécrétion des lipides hépatiques puisque nous avons observé que sa surexpression conduit à l’augmentation la triglycéridémie chez les souris transgéniques. En conclusion, nos résultats prouvent l’importance de PPM1A comme modulateur de l’homéostasie hépatique du glucose et des lipides. Des analyses supplémentaires restent cependant nécessaires pour confirmer ceux-ci et éclaircir l’impact moléculaire de PPM1A et surtout pour identifier ses substrats.
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Stimulation of phosphatidylinositol 3'-kinase (PI3K) and protein kinase B (PKB) is implicated in the regulation of protein synthesis in various cells. One mechanism involves PI3K/PKB-dependent phosphorylation of 4E-BP1, which dissociates from eIF4E, allowing initiation of translation from the 7-methylGTP cap of mRNAs. We examined the effects of insulin and H(2)O(2) on this pathway in neonatal cardiac myocytes. Cardiac myocyte protein synthesis was increased by insulin, but was inhibited by H(2)O(2). PI3K inhibitors attenuated basal levels of protein synthesis and inhibited the insulin-induced increase in protein synthesis. Insulin or H(2)O(2) increased the phosphorylation (activation) of PKB through PI3K, but, whereas insulin induced a sustained response, the response to H(2)O(2) was transient. 4E-BP1 was phosphorylated in unstimulated cells, and 4E-BP1 phosphorylation was increased by insulin. H(2)O(2) stimulated dephosphorylation of 4E-BP1 by increasing protein phosphatase (PP1/PP2A) activity. This increased the association of 4E-BP1 with eIF4E, consistent with H(2)O(2) inhibition of protein synthesis. The effects of H(2)O(2) were sufficient to override the stimulation of protein synthesis and 4E-BP1 phosphorylation induced by insulin. These results indicate that PI3K and PKB are important regulators of protein synthesis in cardiac myocytes, but other factors, including phosphatase activity, modulate the overall response.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)