Reciprocal in vivo regulation of myocardial G protein-coupled receptor kinase expression by beta-adrenergic receptor stimulation and blockade.

BACKGROUND: Impaired myocardial beta-adrenergic receptor (betaAR) signaling, including desensitization and functional uncoupling, is a characteristic of congestive heart failure. A contributing mechanism for this impairment may involve enhanced myocardial beta-adrenergic receptor kinase (betaARK1) activity because levels of this betaAR-desensitizing G protein-coupled receptor kinase (GRK) are increased in heart failure. An hypothesis has emerged that increased sympathetic nervous system activity associated with heart failure might be the initial stimulus for betaAR signaling alterations, including desensitization. We have chronically treated mice with drugs that either activate or antagonize betaARs to study the dynamic relationship between betaAR activation and myocardial levels of betaARK1. METHODS AND RESULTS: Long-term in vivo stimulation of betaARs results in the impairment of cardiac +betaAR signaling and increases the level of expression (mRNA and protein) and activity of +betaARK1 but not that of GRK5, a second GRK abundantly expressed in the myocardium. Long-term beta-blocker treatment, including the use of carvedilol, improves myocardial betaAR signaling and reduces betaARK1 levels in a specific and dose-dependent manner. Identical results were obtained in vitro in cultured cells, demonstrating that the regulation of GRK expression is directly linked to betaAR signaling. CONCLUSIONS: This report demonstrates, for the first time, that betaAR stimulation can significantly increase the expression of betaARK1 , whereas beta-blockade decreases expression. This reciprocal regulation of betaARK1 documents a novel mechanism of ligand-induced betaAR regulation and provides important insights into the potential mechanisms responsible for the effectiveness of beta-blockers, such as carvedilol, in the treatment of heart failure.

Receptor-specific in vivo desensitization by the G protein-coupled receptor kinase-5 in transgenic mice.

Transgenic mice were generated with cardiac-specific overexpression of the G protein-coupled receptor kinase-5 (GRK5), a serine/threonine kinase most abundantly expressed in the heart compared with other tissues. Animals overexpressing GRK5 showed marked beta-adrenergic receptor desensitization in both the anesthetized and conscious state compared with nontransgenic control mice, while the contractile response to angiotensin II receptor stimulation was unchanged. In contrast, the angiotensin II-induced rise in contractility was significantly attenuated in transgenic mice overexpressing the beta-adrenergic receptor kinase-1, another member of the GRK family. These data suggest that myocardial overexpression of GRK5 results in selective uncoupling of G protein-coupled receptors and demonstrate that receptor specificity of the GRKs may be important in determining the physiological phenotype.

Tyrosine phosphorylation of G protein alpha subunits by pp60c-src.

A number of lines of evidence suggest that cross-talk exists between the cellular signal transduction pathways involving tyrosine phosphorylation catalyzed by members of the pp60c-src kinase family and those mediated by guanine nucleotide regulatory proteins (G proteins). In this study, we explore the possibility that direct interactions between pp60c-src and G proteins may occur with functional consequences. Preparations of pp60c-src isolated by immunoprecipitation phosphorylate on tyrosine residues the purified G-protein alpha subunits (G alpha) of several heterotrimeric G proteins. Phosphorylation is highly dependent on G-protein conformation, and G alpha(GDP) uncomplexed by beta gamma subunits appears to be the preferred substrate. In functional studies, phosphorylation of stimulatory G alpha (G alpha s) modestly increases the rate of binding of guanosine 5'-[gamma-[35S]thio]triphosphate to Gs as well as the receptor-stimulated steady-state rate of GTP hydrolysis by Gs. Heterotrimeric G proteins may represent a previously unappreciated class of potential substrates for pp60c-src.

Tyrosine phosphorylated SOCS-3 inhibits STAT activation but binds p120-RasGAP and activates Ras

Suppressors of cytokine signalling (SOCS, also known as CIS and SSI) are encoded by immediate early genes that act in a feedback loop to inhibit cytokine responses and activation of 'signal transducer and activator of transcription' (STAT). Here we show that SOCS-3 is strongly tyrosine-phosphorylated in response to many growth factors, including interleukin-2 (IL-2), erythropoietin (EPO), epidermal growth factor (EGF) and platelet-derived growth factor (PDGF). The principal phosphorylation sites on SOCS-3 are residues 204 and 221 at the carboxy terminus, and upon phosphorylation tyrosine 221 interacts with the Ras inhibitor p120 RasGAP. After IL-2 stimulation, phosphorylated SOCS-3 strongly inhibits STAT5 activation but, by binding to RasGAP, maintains activation of extracellular-signal-regulated kinase (ERK). A tyrosine mutant of SOCS-3 still blocks STAT phosphorylation, but also strongly inhibits IL-2-dependent activation of ERK and cell proliferation. Moreover, it also inhibits EPO- and PDGF-induced proliferation and ERK activation. Therefore, although SOCS proteins inhibit growth-factor responses, tyrosine phosphorylation of SOCS-3 can ensure cell survival and proliferation through the Ras pathway.

SOCS3 tyrosine phosphorylation as a potential bio-marker for myeloproliferative neoplasms associated with mutant JAK2 kinases

JAK2 V617F, identified in the majority of patients with myeloproliferative neoplasms, tyrosine phosphorylates SOCS3 and escapes its inhibition. Here, we demonstrate that the JAK2 exon 12 mutants described in a subset of V617F-negative MPN cases, also stabilize tyrosine phosphorylated SOCS3. SOCS3 tyrosine phosphorylation was also observed in peripheral blood mononuclear cells and granulocytes isolated from patients with JAK2 H538QK539L or JAY2 F537-K539delinsL mutations. JAK kinase inhibitors, which effectively inhibited the proliferation of cells expressing V617F or K539L, also caused a dose-dependent reduction in both mutant JAK2 and SOCS3 tyrosine phosphorylation. We propose, therefore, that SOCS3 tyrosine phosphorylation may be a novel bio-marker of myeloproliferative neoplasms resulting from a JAK2 mutation and a potential reporter of effective JAK2 inhibitor therapy currently in clinical development.

Glycoprotein VI/Fc receptor gamma chain-independent tyrosine phosphorylation and activation of murine platelets by collagen

We have investigated the ability of collagen to induce signalling and functional responses in suspensions of murine platelets deficient in the FcRgamma (Fc receptor gamma) chain, which lack the collagen receptor GPVI (glycoprotein VI). In the absence of the FcRgamma chain, collagen induced a unique pattern of tyrosine phosphorylation which was potentiated by the thromboxane analogue U46619. Immunoprecipitation studies indicated that neither collagen alone nor the combination of collagen plus U46619 induced phosphorylation of the GPVI-regulated proteins Syk and SLP76 (Src homology 2-containing leucocyte protein of 76 kDa). A low level of tyrosine phosphorylation of phospholipase Cgamma2 was observed, which was increased in the presence of U46619, although the degree of phosphorylation remained well below that observed in wild-type platelets (similar to 10%). By contrast, collagen-induced phosphorylation of the adapter ADAP (adhesion- and degranulation-promoting adapter protein) was substantially potentiated by U46619 to levels equivalent to those observed in wild-type platelets. Collagen plus U46619 also induced significant phosphorylation of FAK (focal adhesion kinase). The functional significance of collagen-induced non-GPVI signals was highlighted by the ability of U46619 and collagen to induce the secretion of ATP in FcRgamma chain-deficient platelets, even though neither agonist was effective alone. Protein tyrosine phosphorylation and the release of ATP were abolished by the anti(alpha2 integrin) antibodies Ha1/29 and HMalpha2, but not by blockade of alphaIIbbeta3. These results illustrate a novel mechanism of platelet activation by collagen which is independent of the GPVI-FcRgamma chain complex, and is facilitated by binding of collagen to integrin alpha2beta1.

N-acetylgalactosamine kinase: a naturally promiscuous small molecule kinase

N-acetylgalactosamine kinase is a member of the GHMP family of small molecule kinases which catalyses the ATP-dependent phosphorylation of N-acetylgalactosamine. It is highly similar in structure and sequence to galactokinase. Alteration of galactokinase at a key tyrosine residue (Tyr-379 in the human enzyme) has been shown to dramatically enhance the substrate range of this enzyme. Here, we investigated the substrate specificity of the wild type N-acetylgalactosamine kinase and demonstrated that it can also catalyse the phosphorylation of N-acetylglucosamine and N-acetylmannosamine. In human N-acetylgalactosamine kinase, the equivalent residue to Tyr-379 in galactokinase is Phe-444. Alteration of this residue did not result in dramatic changes to the specificity of the enzyme. The more relaxed substrate specificity of N-acetylgalactosamine kinase, compared to galactokinase, can be explained by the greater flexibility of a glycine rich loop in the active site of the enzyme. These results suggest that N-acetylgalactosamine kinase is a potential biocatalyst for the phosphorylation of N-acetyl sugars. However, it is unlikely that it will be possible to further broaden the substrate range by alteration of Phe-444.

p130Cas, a substrate associated with v-Src and v-Crk, localizes to focal adhesions and binds to focal adhesion kinase

p130(Cas) (crk associated substrate) has the structural characteristics of an adapter protein, containing multiple consensus SH2 binding sites, an SH3 domain, and a proline-rich domain. The structure of p130(Cas) suggests that it may act to provide a framework for protein-protein interactions; however, as yet, its functional role in cells is unknown. In this report we show that p130(Cas) is localized to focal adhesions. We demonstrate that p130(Cas) associates both in vitro and in vivo with pp125(FAK) (focal adhesion kinase), a kinase implicated in signaling by the integrin family of cell adhesion receptors. p130(Cas) also associates with pp41/43(FRNK) (pp125(FAK)-related, non-kinase), an autonomously expressed form of pp125(FAK) composed of only the C-terminal noncatalytic domain. We show that the association of p130(Cas) with pp125(Fak) and pp41/43(FRNK) is direct, and is mediated by the binding of the SH3 domain of p130(Cas) to a proline-rich sequence present in both the C terminus of pp125(FAK) and in pp41/43(FRNK). In agreement with recent studies we show that p130(Cas) is tyrosine-phosphorylated upon integrin mediated cell adhesion. The association of p130(Cas) with pp125(FAK), a kinase which is activated upon cell adhesion, is likely to be functionally important in integrin mediated signal transduction.

Régulation de l'activité transcriptionnelle de PPARgamma via l'activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a : potentiel anti-athérosclérotique

Les sécrétines peptidiques de l’hormone de croissance (GHRPs) constituent une classe de peptides synthétiques capables de stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance (GH). Cette activité est médiée par leur liaison à un récepteur couplé aux protéines G : le récepteur des sécrétines de l’hormone de croissance (GHS-R1a), identifié subséquemment comme le récepteur de la ghréline. La ghréline est un peptide de 28 acides aminés sécrété principalement par les cellules de la muqueuse de l’estomac, qui exerce de nombreux effets périphériques indépendamment de la sécrétion de l’hormone de croissance. Les effets indépendants de la sécrétion de GH incluent, entre autres, des actions sur le contrôle de la prise de nourriture, le métabolisme énergétique, la fonction cardiaque, le système immunitaire et la prolifération cellulaire. L’étude de la distribution périphérique des sites de liaison des GHRPs nous a permis d’identifier un second site, le CD36, un récepteur scavenger exprimé dans plusieurs tissus dont le myocarde, l’endothélium de la microvasculature et les monocytes/macrophages. Le CD36 exprimé à la surface du macrophage joue un rôle clé dans l’initiation du développement de l’athérosclérose par la liaison et l’internalisation des lipoprotéines de faible densité oxydées (LDLox) dans l’espace sous-endothélial de l’artère. L’hexaréline, un analogue GHRP, a été développé comme agent thérapeutique pour stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance par l’hypophyse. Sa propriété de liaison aux récepteurs GHS-R1a et CD36 situés en périphérie et particulièrement sa capacité d’interférer avec la liaison des LDLox par le CD36 nous ont incité à évaluer la capacité de l’hexaréline à moduler le métabolisme lipidique du macrophage. L’objectif principal de ce projet a été de déterminer les effets de l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a, par l’hexaréline et la ghréline, le ligand endogène du GHS-R1a, sur la physiologie du macrophage et de déterminer son potentiel anti-athérosclérotique. Les résultats montrent premièrement que l’hexaréline et la ghréline augmentent l’expression des transporteurs ABCA1 et ABCG1, impliqués dans le transport inverse du cholestérol, via un mécanisme contrôlé par le récepteur nucléaire PPARγ. La régulation de l’activité transcriptionnelle de PPARγ par l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a se fait indépendamment de la présence du domaine de liaison du ligand (LBD) de PPARγ et est conséquente de changements dans l’état de phosphorylation de PPARγ. Une étude plus approfondie de la signalisation résultant de la liaison de la ghréline sur le GHS-R1a révèle que PPARγ est activé par un mécanisme de concertation entre les voies de signalisation Gαq/PI3-K/Akt et Fyn/Dok-1/ERK au niveau du macrophage. Le rôle de PPARγ dans la régulation du métabolisme lipidique par l’hexaréline a été démontré par l’utilisation de macrophages de souris hétérozygotes pour le gène de Ppar gamma, qui présentent une forte diminution de l’activation des gènes de la cascade métabolique PPARγ-LXRα-transporteurs ABC en réponse à l’hexaréline. L’injection quotidienne d’hexaréline à un modèle de souris prédisposées au développement de l’athérosclérose, les souris déficientes en apoE sous une diète riche en cholestérol et en lipides, se traduit également en une diminution significative de la présence de lésions athérosclérotiques correspondant à une augmentation de l’expression des gènes cibles de PPARγ et LXRα dans les macrophages péritonéaux provenant des animaux traités à l’hexaréline. L’ensemble des résultats obtenus dans cette thèse identifie certains nouveaux mécanismes impliqués dans la régulation de PPARγ et du métabolisme du cholestérol dans le macrophage via les récepteurs CD36 et GHS-R1a. Ils pourraient servir de cibles thérapeutiques dans une perspective de traitement des maladies cardiovasculaires.

Modulation de l'expression et de l'activité de la NADPH P450 réductase chez le lapin.

L’activité catalytique du cytochrome P450 dépend de la disponibilité d’électrons produits par la NADPH P450 réductase (NPR). Notre étude a pour but de déterminer comment l’expression de la NPR est modulée chez le lapin. Afin de comprendre comment l’expression de la NPR est modulée, des hépatocytes de lapins témoins ont été incubés pendant 2, 4, 24 et 48 heures en présence de plusieurs activateurs de facteurs de transcription connus du cytochrome P450. De plus, des lapins ayant reçu une injection sous-cutanée de térébenthine afin de produire une réaction inflammatoire aseptique sont sacrifiés 48 heures plus tard dans le but d’étudier les effets de l’inflammation sur l’expression de la NPR. La rosiglitazone, le fénofibrate, l’acétate de plomb et le chlorure de cobalt (des inducteurs des PPAR, PPAR, AP-1 et HIF-1), après 48 heures d’incubation, n’ont provoqué aucun changement d’expression ou d’activité de la NPR. Après 48 heures d’incubation, la dexaméthasone (Dexa) a augmenté la quantité d’ARNm (QT-PCR), l’expression et l’activité de la NPR (p<0,05), en plus d’augmenter l’ARNm des récepteurs nucléaires CAR (récepteur constitutif à l’androstane) et PXR (récepteur X prégnane) (p<0.05). Le phénobarbital (PB) a augmenté seulement l’activité de la NPR (p<0.05). Par contre, après 48 heures d’incubation, la combinaison PB et Dexa a augmenté la quantité d’ARNm, ainsi que l’expression et l’activité de la NPR (p<0.05). La combinaison de PB et Dexa a induit une augmentation d’ARNm des récepteurs nucléaires CAR, PXR et RXR (récepteur X du rétinoïde) plus précocement, soit après 2 heures d’incubation (p<0.05). Le PD098059 (PD), un bloqueur de l’activation de MAPK1 (mitogen-activated protein kinase), et l’acide okadaïque (OA), un inhibiteur de la protéine phosphatase 2A (PP2A), ont bloqué l'augmentation d'expression et d'activité de la NPR induite par le PB après 48 heures d’incubation. La réaction inflammatoire aseptique a diminué l’expression et l’activité de la NPR après 48 heures d’incubation (p<0.05). On conclue que la dexaméthasone et le phénobarbital sont des inducteurs potentiels de la NPR et que les voies de signalisation de CAR, PXR et RXR semblent être impliquées dans le contrôle de cette induction. Des études supplémentaires devront être complétées afin de confirmer ces résultats préliminaires.

Effet de la mutation du gène lrpprc sur l'activité de l'AMPK dans les fibroblastes des patients atteints du syndrome de Leigh, type canadien français

Le syndrome de Leigh, type canadien français (LSFC) est une maladie infantile orpheline causée par une mutation du gène lrpprc. Elle se caractérise par une déficience tissu spécifique de cytochrome c oxydase (COX), une dysfonction mitochondriale et la survenue de crises d’acidose lactique fatales dans plus de 80% de cas. Selon les familles des patients, ces crises apparaissent lors d’une demande excessive d’énergie. Malheureusement, les mécanismes sous-jacents à l’apparition des crises et notamment la physiopathologie du LSFC demeurent inconnus. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation du métabolisme énergétique chez les patients LSFC, nous avons examiné la régulation de la protéine kinase activée par l’AMP (AMPK), une enzyme clé de l'homéostasie énergétique, de même que certaines de ses voies cibles (SIRT1/PGC1α et Akt/mTOR) dans les fibroblastes de patients LSFC et de témoins en conditions basales et conditions de stress. En conditions basales, l’activité de l’AMPK était similaire dans les cellules LSFC et les témoins. Par contre, les cellules LSFC montraient une surexpression significative des voies Akt/mTOR et SIRT1/PGC1α comparativement aux cellules témoins. Nous avons aussi examiné ces voies de signalisation suite à une incubation de 4h avec 10 mM de lactate et 1 mM de palmitate (LP), nous permettant de mimer les conditions de « crise ». Nos résultats ont démontré que le LP augmentait les niveaux de phosphorylation de l’AMPK de 90% (p<0,01) dans les cellules témoins mais pas dans les cellules LSFC. Pourtant, l’AMPK est activée dans les cellules LSFC en réponse à une hypoxie chimique induite par le 2,4 dinitrophénol. Dans les cellules témoins, le LP augmentait aussi les niveaux d’expression de SIRT1 (57%, p<0,05), de LRPPRC (23%, p=0,045) et de COXIV (19%, p<0,05). Un prétraitement de 48h au ZMP, un activateur pharmacologique de l’AMPK, a eu un effet additif avec le LP et des augmentations de SIRT1 phosphorylée (120%, p<0,05), de SIRT1 total (75%, p<0,01), de LRPPRC (63%, p<0,001) et de COXIV (38%, p<0,001) ont été observées. Tous ces effets étaient aussi abolis dans les cellules LSFC. En conclusion, nos résultats ont démontré des altérations importantes de la régulation du métabolisme énergétique dans les fibroblastes de patients LSFC.

Régulation de la kinase Ste20 Slik de Drosophila par phosphorylation de la boucle d'activation

Les kinases constituent une famille majeure de protéines qui régulent divers processus par la phosphorylation de leurs substrats, mais aussi par leur activité non- catalytique. Ce rôle indépendant de l’activité kinase a été observé chez quelques protéines dont des membres de la famille Sterile-20. La kinase Ste20 Slik de Drosophila aide au maintien de l’intégrité des tissus épithéliaux en phosphorylant l’ERM Moesin et peut aussi induire une prolifération cellulaire non-autonome indépendamment de son activité catalytique. La méthode de régulation de ces deux rôles était jusqu’ici inconnue. Nous avons identifié 19 sites de phosphorylation chez Slik par spectrométrie de masse. À l’aide de mutants, nous démontrons que les deux fonctions de Slik sont régulées par la phosphorylation d’au moins 2 résidus conservés de son segment d’activation par un mécanisme d’auto- et/ou trans-phosphorylation. Cette étude amène une meilleure compréhension de la régulation de l’intégrité épithéliale et de la croissance, deux processus clés qui sont souvent déréglés dans le cancer et certaines maladies génétiques.

Rôles de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans l'angiogenèse, la perméabilité vasculaire et la progression tumorale

L’angiogenèse et l’augmentation de la perméabilité vasculaire sont des éléments clés pour la croissance et la progression tumorale. Par conséquent, de nombreux efforts sont déployés à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation et le remodelage des vaisseaux sanguins de manière à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. De cette optique, les travaux de cette thèse se sont concentrés sur la protéine tyrosine phosphatase DEP-1, initialement identifiée comme un régulateur négatif de la prolifération et de la phosphorylation du VEGFR2 lorsque fortement exprimée dans les cellules endothéliales. Toutefois, en utilisant une approche d’ARNi, il a été démontré que via sa capacité à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529), DEP-1 était également un régulateur positif de l’activation de Src dans les cellules endothéliales stimulées au VEGF. Puisque Src joue un rôle central dans la promotion de l’angiogenèse et la perméabilité vasculaire, nous avons en plus démontré que DEP-1 était un promoteur de ces fonctions in vitro et que la tyrosine phosphorylation de sa queue C-terminale, permettant l’interaction et l’activation de Src, était requise. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent dans un premier temps à partir d’une souris Dep1 KO, dont le développement ne présente aucun phénotype apparent, que la perte de l’expression de DEP-1 se traduit en une inhibition de l’activation de Src et de l’un de ses substrats, la VE-Cadherine, en réponse au VEGF chez la souris adulte. Nos résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle primordial de DEP-1 dans l’induction de la perméabilité vasculaire et de la formation de capillaires in vivo. Conséquemment, la croissance tumorale et la formation de métastases aux poumons sont réduites due à une inhibition de leur vascularisation ce qui se traduit par une diminution de la prolifération et une augmentation de l’apoptose des cellules cancéreuses. De façon intéressante, l’expression élevée de DEP-1 dans les vaisseaux sanguins tumoraux de patientes atteintes du cancer du sein corrèle avec une vascularisation accrue de la tumeur. En plus du rôle de DEP-1 dans la réponse angiogénqiue à l’âge adulte, nos travaux ont également démontré le rôle important de DEP-1 lors de la vascularisation de la rétine, un modèle in vivo d’angiogenèse développementale. Dans ce contexte, DEP-1 inhibe la prolifération des cellules endothéliales et limite leur bourgeonnement et la complexification du réseau vasculaire rétinien en permettant l’expression adéquate du Dll4, un régulateur crucial de l’organisation de la vascularisation développementale. Cette expression du Dll4 découlerait de la stabilisation de la β-caténine par l’inactivation de la GSK3β, un régulateur important de la dégradation de la β-caténine, en réponse au VEGF selon la voie de signalisation VEGFR2-Src-PI3K-Akt-GSK3β. Ainsi, ces travaux identifient DEP-1 comme un régulateur important de l’organisation vasculaire rétinienne. Les rôles positifs de DEP-1 dans les cellules endothéliales découlent principalement de sa capacité à lier et activer la kinase Src. En plus de contribuer à la réponse angiogénique, Src est également un oncogène bien caractérisé notamment pour sa contribution au programme invasif des cellules cancéreuses mammaires. Les travaux de cette thèse illustrent que DEP-1 est préférentiellement exprimée dans les cellules cancéreuses mammaires invasives et qu’il régule l’activation de Src, de voies de signalisation invasives et, par le fait même, de l’invasivité de ces cellules in vitro et in vivo. De façon intéressante, ces observations corrèlent avec des données cliniques où l’expression modérée de DEP-1 est associée à un mauvais pronostic de survie et de rechute. Ces résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle positif de DEP-1 dans l’activation de Src au niveau des cellules endothéliales et des cellules cancéreuses mammaires ce qui permet la régulation du bourgeonnement endothélial, de la perméabilité vasculaire, de l’angiogenèse normale et pathologique en plus de l’invasion tumorale.

PtdIns(5)P activates the host cell PI3-kinase/Akt pathway during Shigella flexneri infection

The virulence factor IpgD, delivered into nonphagocytic cells by the type III secretion system of the pathogen Shigella flexneri, is a phosphoinositide 4-phosphatase generating phosphatidylinositol 5 monophosphate (PtdIns(5) P). We show that PtdIns(5) P is rapidly produced and concentrated at the entry foci of the bacteria, where it colocalises with phosphorylated Akt during the first steps of infection. Moreover, S. flexneri-induced phosphorylation of host cell Akt and its targets specifically requires IpgD. Ectopic expression of IpgD in various cell types, but not of its inactive mutant, or addition of short-chain penetrating PtdIns(5) P is sufficient to induce Akt phosphorylation. Conversely, sequestration of PtdIns(5) P or reduction of its level strongly decreases Akt phosphorylation in infected cells or in IpgD-expressing cells. Accordingly, IpgD and PtdIns(5) P production specifically activates a class IA PI 3-kinase via a mechanism involving tyrosine phosphorylations. Thus, S. flexneri parasitism is shedding light onto a new mechanism of PI 3-kinase/Akt activation via PtdIns(5) P production that plays an important role in host cell responses such as survival.

Regulation of SHP-1 tyrosine phosphatase in human platelets by serine phosphorylation at its C terminus

SHP-1 is a Src homology 2 (SH2) domain-containing tyrosine phosphatase that plays an essential role in negative regulation of immune cell activity. We describe here a new model for regulation of SHP-1 involving phosphorylation of its C-terminal Ser(591) by associated protein kinase Calpha. In human platelets, SHP-1 was found to constitutively associate with its substrate Vav1 and, through its SH2 domains, with protein kinase Calpha. Upon activation of either PAR1 or PAR4 thrombin receptors, the association between the three proteins was retained, and Vav1 became phosphorylated on tyrosine and SHP-1 became phosphorylated on Ser(591). Phosphorylation of SHP-1 was mediated by protein kinase C and negatively regulated the activity of SHP-1 as demonstrated by a decrease in the in vitro ability of SHP-1 to dephosphorylate Vav1 on tyrosine. Protein kinase Calpha therefore critically and negatively regulates SHP-1 function, forming part of a mechanism to retain SHP-1 in a basal active state through interaction with its SH2 domains, and phosphorylating its C-terminal Ser(591) upon cellular activation leading to inhibition of SHP-1 activity and an increase in the tyrosine phosphorylation status of its substrates.