Synthesis and characterization of a novel retinylamine analog inhibitor of constitutively active rhodopsin mutants found in patients with autosomal dominant retinitis pigmentosa

Two different mutations of the active-site Lys-296 in rhodopsin, K296E and K296M, have been found to cause autosomal dominant retinitis pigmentosa (ADRP). In vitro studies have shown that both mutations result in constitutive activation of the protein, suggesting that the activated state of the receptor may be responsible for retinal degeneration in patients with these mutations. Previous work has highlighted the potential of retinylamine analogs as active-site directed inactivators of constitutively active mutants of rhodopsin with the idea that these or related compounds might be used therapeutically for cases of ADRP involving mutations of the active-site Lys. Unfortunately, however, amine derivatives of 11-cis-retinal, although highly effective against a K296G mutant of rhodopsin, were without affect on the two naturally occurring ADRP mutants, presumably because of the greater steric bulk of Glu and Met side chains in comparison to Gly. For this reason we synthesized a retinylamine analog one carbon shorter than the parent 11-cis-retinal and show that this compound is indeed an effective inhibitor of both the K296E and K296M mutants. The 11-cis C19 retinylamine analog 1 inhibits constitutive activation of transducin by these mutants and their constitutive phosphorylation by rhodopsin kinase, and it does so in the presence of continuous illumination from room lights.

Phosphatidylinositol 3-kinase signals activation of p70 S6 kinase in situ through site-specific p70 phosphorylation.

The p70 S6 kinase is activated by insulin and mitogens through multisite phosphorylation of the enzyme. One set of activating phosphorylations occurs in a putative autoinhibitory domain in the noncatalytic carboxyl-terminal tail. Deletion of this tail yields a variant (p70 delta CT104) that nevertheless continues to be mitogen regulated. Coexpression with a recombinant constitutively active phosphatidylinositol (PI) 3-kinase (EC 2.7.1.137) gives substantial activation of both full-length p70 and p70 delta CT104 but not Rsk. Activation of p70 delta CT104 by PI 3-kinase and inhibition by wortmannin are each accompanied by parallel and selective changes in the phosphorylation of p70 Thr-252. A Thr or Ser at this site, in subdomain VIII of the catalytic domain just amino-terminal to the APE motif, is necessary for p70 40S kinase activity. The inactive ATP-binding site mutant K123M p70 delta CT104 undergoes phosphorylation of Thr-252 in situ but does not undergo direct phosphorylation by the active PI 3-kinase in vitro. PI 3-kinase provides a signal necessary for the mitogen activation of the p70 S6 kinase, which directs the site-specific phosphorylation of Thr-252 in the p70 catalytic domain, through a distinctive signal transduction pathway.

Site-directed mutagenesis and kinetic studies of the West Nile virus NS3 protease identify key enzyme-substrate interactions

The flavivirus West Nile virus (WNV) has spread rapidly throughout the world in recent years causing fever, meningitis, encephalitis, and fatalities. Because the viral protease NS2B/NS3 is essential for replication, it is attracting attention as a potential therapeutic target, although there are currently no antiviral inhibitors for any flavivirus. This paper focuses on elucidating interactions between a hexapeptide substrate (Ae-KPGLKR-p-nitroanilide) and residues at S1 and S2 in the active site of WNV protease by comparing the catalytic activities of selected mutant recombinant proteases in vitro. Homology modeling enabled the predictions of key mutations in VWNV NS3 protease at S1 (V115A/F, D129A/ E/N, S135A, Y150A/F, S160A, and S163A) and S2 (N152A) that might influence substrate recognition and catalytic efficiency. Key conclusions are that the substrate P1 Arg strongly interacts with S1 residues Asp-129, Tyr-150, and Ser-163 and, to a lesser extent, Ser-160, and P2 Lys makes an essential interaction with Asn-152 at S2. The inferred substrate-enzyme interactions provide a basis for rational protease inhibitor design and optimization. High sequence conservation within flavivirus proteases means that this study may also be relevant to design of protease inhibitors for other flavivirus proteases.

Cloning, expression, molecular modelling and docking analysis of glutathione transferase from Saccharum officinarum

Sugarcane yield and quality are affected by a number of biotic and abiotic stresses. In response to such stresses, plants may increase the activities of some enzymes such as glutathione transferase (GST), which are involved in the detoxification of xenobiotics. Thus, a sugarcane GST was modelled and molecular docked using the program LIGIN to investigate the contributions of the active site residues towards the binding of reduced glutathione (GSH) and 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (CDNB). As a result, W13 and I119 were identified as key residues for the specificity of sugarcane GSTF1 (SoGSTF1) towards CDNB. To obtain a better understanding of the catalytic specificity of sugarcane GST (SoGSTF1), two mutants were designed, W13L and I119F. Tertiary structure models and the same docking procedure were performed to explain the interactions between sugarcane GSTs with GSH and CDNB. An electron-sharing network for GSH interaction was also proposed. The SoGSTF1 and the mutated gene constructions were cloned and expressed in Escherichia coli and the expressed protein purified. Kinetic analyses revealed different Km values not only for CDNB, but also for GSH. The Km values were 0.2, 1.3 and 0.3 mM for GSH, and 0.9, 1.2 and 0.5 mM for CDNB, for the wild type, W13L mutant and I119F mutant, respectively. The V(max) values were 297.6, 224.5 and 171.8 mu mol min(-1) mg(-1) protein for GSH, and 372.3, 170.6 and 160.4 mu mol min(-1) mg(-1) protein for CDNB.

Site-directed mutagenesis of dimethylsulfoxide reductase from Rhodobacter capsulatus: The critical roles of tyrosine-114 and tryptophan-116

The crystal structure of six functionally-distinct enzymes of the DMSO reductase family of molybdenum enzymes has revealed that the tertiary structure of the polypeptide that binds the bis(MGD)Mo cofactor is highly conserved. Differences in the catalytic properties of enzymes of this family are almost certainly dependent upon differences in the structure ofthe MO active site. In DMSO reductase from Rhodobacter species tryptophan- 116 (W 116) hydrogen-bonds to an 0x0 group coordinated to the MO ion. In addition a second amino acid side chain from tyrosine-114 (Y 114) is in close proximity to the 0x0 group. We have investigated the role of Y 114 and W 116 in DMSO reductase using site-directed mutagenesis,

Permeabilization of E-coli K12 inner and outer membranes by bothropstoxin-I, A LYS49 phospholipase A2 from Bothrops jararacussu

Although lacking catalytic activity, the Lys49-PLA(2)s damage artificial membranes by a Ca2+-independent mechanism, and demonstrate a potent bactericidal effect. The relationship between the membrane-damaging activity and bactericidal effect of bothropstoxin-I (BthTx-1), a Lys49-PLA(2) from the venom of Bothrops jararacussu, was evaluated for the wildtype protein and a series of site-directed mutants in the active site and C-terminal regions of the protein. The membrane permeabilization effect against the inner and outer membranes of Escherichia coli K12 was evaluated by fluorescence changes of Sytox Green and N-phenyl-N-naphthylamine, respectively. With the exception of H48Q, all mutants reduced the bactericidal activity, which correlated with a reduction of the permeabilization effect both against the inner bacterial membrane. No significant differences in the permeabilization of the bacterial outer membrane were observed between the native, wild-type recombinant and mutant proteins. These results suggest different permeabilization mechanisms against the inner and outer bacterial membranes. Furthermore, the structural determinants of bacterial inner membrane damage identified in this study correlate with those previously observed for artificial membrane permeabilization, suggesting that a common mechanism of membrane damage underlies the two effects. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Expression and purification of enzymatically active recombinant RNA-dependent RNA polymerase (NS5) of the flavivirus Kunjin

The NS5 protein of the flavivirus Kunjin (KUN) contains conserved sequence motifs characteristic of RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) activity. To investigate this activity in vitro, recombinant NS5 proteins with C-terminal (NS5CHis) and N-terminal (NS5NHis) hexahistidine tags were produced in baculovirus-infected insect cells and purified to near homogeneity by nickel affinity chromatography. Purified NS5CHis exhibited RdRp activity with both specific (9 kb KUN replicon) and non-specific (8.3 kb Semliki Forest virus replicon) RNA templates; this activity did not require the presence of additional viral and/or cellular cofactors. RdRp activity of purified NS5NHis protein was reduced in comparison to NS5CHis, while purified NS5NHis incorporating a GDD -> GVD mutation within the polymerase active site (NS5GVD) lacked RdRp activity. RNase A digestion of the RdRp reaction products indicated that they were double-stranded and of a similar size to the KUN replicative form produced in Vero cells, thus demonstrating that the KUN NS5 protein has an intrinsic, albeit low and non-specific RdRp activity in vitro, similar to that reported for recombinant RdRp of other flaviviruses. However, in contrast to RNA polymerases of other Flavivirus species, purified KUN NS5 polymerase produced a single, full-length replicon RNA product, thus demonstrating efficient processivity. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Chemical genetic analysis of cdc2p : new insights into the regulation of cytokinesis in "Schizosaccharomyces pombe"

RÉSUMÉ La protéine kinase cyciine-cdc2p (Cdk) joue un rôle fondamental dans la progression du cycle cellulaire dans la levure de fission Schizosaccharomyces pombe. Nous avons étudié le rôle de cdc2p dans la régulation de la cascade de septation ou SIN (septation initiation network) en mitose et en méiose. Le SIN contrôle l'initiation de la cytokinèse à la fin de la mitose, et est supposé être négativement régulé par cdc2p. Nous avons mutagénéisé le site actif de cdc2p afin qu'il puisse lier un analogue de l'ATP (PP1) qui agit comme inhibiteur. Cet analogue ne peut pas lier la kinase de type sauvage. Cette approche dite «chemical genetics» permet une meilleure résolution temporelle comparée à l'approche classique utilisant les mutants sensibles à une température élevée. Nous avons montré que ce mutant cdc2-as (analogue sensitive) est fonctionnel et que, in vitro, l'activité kinase est inhibée en présence de l'analogue. Les cellules portant cette mutation, contrairement aux cellules de type sauvage s'arrêtent de manière irréversible soit en G2 soit en G1 et G2, suivant la concentration de l'inhibiteur. L'inactivation de cdc2p-as dans des cellules arrêtées en métaphase conduit au recrutement asymétrique des protéines du SIN sur le pôle du fuseau mitotique et au recrutement des composants du SIN, ainsi que de la ß-(1,3)glucan synthase à l'anneau contractile. De plus, nos résultats montrent que l'orthologue de la phosphatase cdc14p dans S. pombe, fip1p/clp1p, joue un rôle dans la régulation de la localisation des protéines du SIN suite à l'inactivation de cdc2p. Finalement, l'activité de cdc2p est requise pour maintenir la polo-like kinase plo1p sur les pôles du fuseau mitotique dans les premiers stages de la mitose. C'est pourquoi nous concluons que l'inactivation de cdc2p est suffisante pour activer le SIN et promouvoir la cytokinèse. Dans une étude séparée, nous avons caractérisé des potentiellement nouveaux composants ou régulateurs du SIN qui ont été isolés dans deux criblages génétiques visant à isoler des mutants atténuants la signalisation du SIN. Summary : The cyclin dependent protein kinase (Cdk) cdc2p plays a central role in the cell cycle progression of fission yeast Schizosaccharomyces pombe. We have studied the role of cdc2p in regulating the septation initiation network (SIN) in mitosis and meiosis. The SIN regulates the initiation of cytokinesis at the end of mitosis and is thought to be inhibited by cdc2p. We have mutated the active site of cdc2p to permit binding of an inhibitory ATP analogue (PP1), which is unable to bind unmodified kinases. This "chemical genetic" approach provides a much higher temporal resolution than it can be achieved with classical temperature-sensitive mutants. We demonstrate that cdc2-as (analogue sensitive) is functional and that addition of PP1 inhibits cdc2p kinase activity in vitro. Cells carrying the cdc2-as allele, but not cdc2+, undergo reversible cell cycle arrest following addition of PP1 either in G2, or at both major commitment points in the cell cycle (G1 and G2), depending upon the concentration of PP1. Inactivation of cdc2p-as in cells arrested in early mitosis promotes both the asymmetric recruitment of SIN proteins to the spindle pole bodies (SPBs), and the recruitment of the most downstream SIN components and ß-(1,3)-glucan synthase to the contractile ring. Furthermore, our results indicate that the S. pombe orthologue of Cdc14p, flp1p/clp1p, plays a role in regulating the relocalisation of SIN proteins following inactivation of cdc2p, and that cdc2p activity is required to retain the polo like kinase plot p on the SPBs in early mitosis. Thus, we conclude that inactivation of cdc2p is sufficient to activate the SIN and to promote cytokinesis. In a separate study, we have initially characterised potential novel components or regulators of the SIN pathway identified by two genetic screens for mutants attenuating SIN signaling.

Constitutively active alpha-1b adrenergic receptor mutants display different phosphorylation and internalization features.

We compared the phosphorylation and internalization properties of constitutively active alpha-1b adrenergic receptor (AR) mutants carrying mutations in two distant receptor domains, i.e., at A293 in the distal part of the third intracellular loop and at D142 of the DRY motif lying at the end of the third transmembrane domain. For the A293E and A293I mutants the levels of agonist-independent phosphorylation were 150% and 50% higher than those of the wild-type alpha-1b AR, respectively. On the other hand, for the constitutively active D142A and D142T mutants, the basal levels of phosphorylation were similar to those of the wild-type alpha-1b AR and did not appear to be further stimulated by epinephrine. Overexpression of the guanyl nucleotide binding regulatory protein-coupled receptor kinase GRK2 further increases the basal phosphorylation of the A293E mutant, but not that of D142A mutant. Both the wild-type alpha-1b AR and the A293E mutant could undergo beta-arrestin-mediated internalization. The epinephrine-induced internalization of the constitutively active A293E mutant was significantly higher than that of the wild-type alpha-1b AR. In contrast, the D142A mutant was impaired in its ability to interact with beta-arrestin and to undergo agonist-induced internalization. Interestingly, a double mutant A293E/D142A retained very high constitutive activity and regulatory properties of both the A293E and D142A receptors. These findings demonstrate that two constitutively activating mutations occurring in distant receptor domains of the alpha-1b AR have divergent effects on the regulatory properties of the receptor.

Grx5 glutaredoxin plays a central role in protection against protein oxidative damage in Saccharomyces cerevisiae

Glutaredoxins are members of a superfamily of thiol disulfide oxidoreductases involved in maintaining the redox state of target proteins. In Saccharomyces cerevisiae, two glutaredoxins (Grx1 and Grx2) containing a cysteine pair at the active site had been characterized as protecting yeast cells against oxidative damage. In this work, another subfamily of yeast glutaredoxins (Grx3, Grx4, and Grx5) that differs from the first in containing a single cysteine residue at the putative active site is described. This trait is also characteristic for a number of glutaredoxins from bacteria to humans, with which the Grx3/4/5 group has extensive homology over two regions. Mutants lacking Grx5 are partially deficient in growth in rich and minimal media and also highly sensitive to oxidative damage caused by menadione and hydrogen peroxide. A significant increase in total protein carbonyl content is constitutively observed in grx5cells, and a number of specific proteins, including transketolase, appear to be highly oxidized in this mutant. The synthetic lethality of the grx5 and grx2 mutations on one hand and ofgrx5 with the grx3 grx4 combination on the other points to a complex functional relationship among yeast glutaredoxins, with Grx5 playing a specially important role in protection against oxidative stress both during ordinary growth conditions and after externally induced damage. Grx5-deficient mutants are also sensitive to osmotic stress, which indicates a relationship between the two types of stress in yeast cells.

Oxygen vacancies as active sites for water dissociation on rutile TiO2(110)

Through an interplay between scanning tunneling microscopy experiments and density functional theory calculations, we determine unambiguously the active surface site responsible for the dissociation of water molecules adsorbed on rutile TiO2(110). Oxygen vacancies in the surface layer are shown to dissociate H2O through the transfer of one proton to a nearby oxygen atom, forming two hydroxyl groups for every vacancy. The amount of water dissociation is limited by the density of oxygen vacancies present on the clean surface exclusively. The dissociation process sets in as soon as molecular water is able to diffuse to the active site.

Inactive endosialidase-based detection of bacterial and oncofetal polysialic acid

Polysialic acid is a carbohydrate polymer which consist of N-acetylneuraminic acid units joined by alpha2,8-linkages. It is developmentally regulated and has an important role during normal neuronal development. In adults, it participates in complex neurological processes, such as memory, neural plasticity, tumor cell growth and metastasis. Polysialic acid also constitutes the capsule of some meningitis and sepsis-causing bacteria, such as Escherichia coli K1, group B meningococci, Mannheimia haemolytica A2 and Moraxella nonliquefaciens. Polysialic acid is poorly immunogenic; therefore high affinity antibodies against it are difficult to prepare, thus specific and fast detection methods are needed. Endosialidase is an enzyme derived from the E. coli K1 bacteriophage, which specifically recognizes and degrades polysialic acid. In this study, a novel detection method for polysialic acid was developed based on a fusion protein of inactive endosialidase and the green fluorescent protein. It utilizes the ability of the mutant, inactive endosialidase to bind but not cleave polysialic acid. Sequencing of the endosialidase gene revealed that amino acid substitutions near the active site of the enzyme differentiate the active and inactive forms of the enzyme. The fusion protein was applied for the detection of polysialic acid in bacteria and neuroblastoma. The results indicate that the fusion protein is a fast, sensitive and specific reagent for the detection of polysialic acid. The use of an inactive enzyme as a specific molecular tool for the detection of its substrate represents an approach which could potentially find wide applicability in the specific detection of diverse macromolecules.

Études Structurales par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du Site Actif du Ribozyme VS de Neurospora.

Nous étudions le ribozyme VS de Neurospora, en tant que système modèle, pour augmenter nos connaissances sur la relation entre la structure et la fonction chez les ARNs, ainsi que pour mieux comprendre le mécanisme de clivage de ce ribozyme. Il a été proposé précédemment que la boucle interne A730 dans la tige-boucle VI (SLVI) contient le site actif du ribozyme et lie un ou plusieurs ions métalliques qui pourraient participer au mécanisme réactionnel. Nous avons déterminé par spectroscopie RMN la structure de la tige-boucle SLVI contenant la boucle A730 afin d’éclaircir ce mécanisme. La structure obtenue est en accord avec les études biochimiques antérieures et présente un ou plusieurs sites de liaison au magnésium associé à la boucle interne. Suite à des études de cinétique et de mutagenèse, il a été proposé qu’une adénine localisée dans le site actif, A756, participe à la catalyse par acide/base générale. Des études de pH effectuées précédemment ont identifié un pKa catalytique (5.2-5.8) qui correspond probablement à l’équilibre de protonation du A756. À l’aide de méthodes utilisant le carbone-13, nous avons identifié un pKa modifié appartenant au A756, ce qui supporte le rôle de ce résidu dans la catalyse par acide/base générale. Les études structurales présentées ici aident donc à augmenter notre compréhension du mécanisme de clivage chez le ribozyme VS.

Mutagénèse semi-aléatoire au site actif de la DHFR humaine : création et caractérisation de variantes hautement résistantes au MTX.

La dihydrofolate réductase humaine (DHFRh) est une enzyme essentielle à la prolifération cellulaire. Elle réduit le dihydrofolate en tétrahydrofolate, un co-facteur impliqué dans la biosynthèse des purines et du thymidylate. La DHFRh est une cible de choix pour des agents de chimiothérapie comme le méthotrexate (MTX), inhibant spécifiquement l’enzyme ce qui mène à un arrêt de la prolifération et ultimement à la mort cellulaire. Le MTX est utilisé pour le traitement de plusieurs maladies prolifératives, incluant le cancer. La grande utilisation du MTX dans le milieu clinique a mené au développement de mécanismes de résistance, qui réduisent l’efficacité de traitement. La présente étude se penche sur l’un des mécanismes de résistance, soit des mutations dans la DHFRh qui réduisent son affinité pour le MTX, dans le but de mieux comprendre les éléments moléculaires requis pour la reconnaissance de l’inhibiteur au site actif de l’enzyme. En parallèle, nous visons à identifier des variantes plus résistantes au MTX pour leur utilisation en tant que marqueurs de sélection en culture cellulaire pour des systèmes particuliers, tel que la culture de cellules hématopoïétiques souches (CHS), qui offrent des possibilités intéressantes dans le domaine de la thérapie cellulaire. Pour étudier le rôle des différentes régions du site actif, et pour vérifier la présence d’une corrélation entre des mutations à ces régions et une augmentation de la résistance au MTX, une stratégie combinatoire a été dévelopée pour la création de plusieurs banques de variantes à des résidus du site actif à proximité du MTX lié. Les banques ont été sélectionnées in vivo dans un système bactérien en utilisant des milieux de croissance contenant des hautes concentrations de MTX. La banque DHFRh 31/34/35 généra un nombre considérable de variantes combinatoires de la DHFRh hautement résistantes au MTX. Les variantes les plus intéressantes ont été testées pour leur potentiel en tant que marqueur de sélection dans plusieurs lignées cellulaires, dont les cellules hématopoïétiques transduites. Une protection complète contre les effets cytotoxiques du MTX a été observée chez ces cellules suite à leur infection avec les variantes combinatoires. Pour mieux comprendre les causes moléculaires reliées à la résistance au MTX, des études de structure tridimensionnelle de variantes liées au MTX ont été entreprises. La résolution de la structure de la double variante F31R/Q35E lié au MTX a révélé que le phénotype de résistance était attribuable à d’importantes différences entre le site actif de la double variante et de l’enzyme native, possiblement dû à un phénomème dynamique. Une compréhension plus générale de la reconnaissance et la résistance aux antifolates a été réalisée en comparant des séquences et des structures de variantes de la DHFR résistants aux antifolates et provenant de différentes espèces. En somme, ces travaux apportent de nouveaux éléments pour la comprehension des intéractions importantes entre une enzyme et un ligand, pouvant aider au développement de nouveaux antifolates plus efficaces pour le traitement de diverses maladies. De plus, ces travaux ont généré de nouveaux gènes de résistance pouvant être utilisés en tant que marqueurs de sélection en biologie cellulaire.

Contrôle de l'expression de la protéine PHEX et rôle de PHEX et FGF23 dans la minéralisation par les cellules MC3T3

PHEX est une protéine importante dans le processus de minéralisation osseuse. Des mutations ou la délétion d’une partie de ce gène causent l’hypophosphatémie liée au chromosome X (XLH). Cette maladie est caractérisée par une hypophosphatémie, accompagnée de défauts de minéralisation, de rachitisme et de lésions ostéomalaciques. Avec l’hypophosphatémie, les taux circulants de vitamine D devraient être augmentés, ce qui n’est pas le cas d’où une régulation anormale de la production de vitamine D a lieu. Cependant, malgré le fait que cette protéine soit une peptidase, aucun substrat physiologique n’a encore été répertorié pour PHEX. PHEX est une protéine membranaire de type II de la famille M13 des métalloendopeptidases à zinc possédant un court domaine N-terminal cytosolique, un segment transmembrannaire d’environ 20 acides aminés et une large portion C-terminale extracellulaire où se trouve le site actif de l’enzyme. PHEX est exprimée de façon majoritaire dans les os et dans les dents et elle apparaît à l’initiation de la minéralisation. Les patients souffrant de XLH et la souris Hyp, qui est un modèle animal de la maladie humaine, montrent des quantités importantes de la protéine FGF23. De plus, FGF23 est impliqué dans une autre maladie reliée au métabolisme du phosphate, l’hypophosphatémie rachitique autosomale dominante (ADHR) où des mutations de FGF23 causent sensiblement les mêmes symptômes que XLH. FGF23 est produit principalement par les ostéoblastes et les ostéocytes. FGF23 cause une hypophosphatémie par la diminution de l’expression du cotransporteur NaPi de type II, responsable de la réabsorption du phosphate rénal. L’hypothèse proposée dans la littérature serait que PHEX activerait ou inactiverait des peptides importants pour la minéralisation osseuse. Plus spécifiquement, l’activation ou l’inactivation de ces peptides aurait pour rôle de réguler les quantités de FGF23. Selon l’hypothèse mentionnée précédemment, la régulation de PHEX pourrait donc avoir un effet sur la minéralisation. Une quantité croissante de données sur la régulation de PHEX sont maintenant disponibles. Par exemple, la vitamine D diminue l’expression de PHEX tandis que les glucocorticoïdes et l’hormone de croissance augmentent son expression. Dans une première étude, nous avons voulu déterminer si un peptide relié à la minéralisation osseuse, le PTHrP1-34, pouvait réguler l’expression de PHEX. Nous avons déterminé que le PTHrP1-34 peut réguler de façon négative l’expression de PHEX dans les cellules UMR-106, une lignée cellulaire ostéoblastique. Cette régulation passe par la voie de l’AMPc/protéine kinase A. De plus, cette diminution d’expression est également observée au jour 7 dans des cultures primaires d’ostéoblastes de rat en minéralisation. Par la suite, nous avons étudié un mutant de PHEX, le mutant E4Q retrouvé chez un patient souffrant de XLH, où la mutation se retrouve dans le domaine cytosolique de PHEX. Cette mutation n’interfère pas avec le site catalytique de l’enzyme puisque ce mutant de PHEX peut tout aussi bien cliver un substrat synthétique que la protéine sauvage. Il a été déterminé que cette mutation annule un motif di-acide. Nous avons démontré que ce motif di-acide est responsable de la liaison de PHEX à COPII, responsable de la formation de vésicules de sécrétion. De plus, il semblerait que ce motif soit important, probablement par son interaction avec COPII, à l’incorporation de PHEX dans des vésicules de calcification, lesdites vésicules étant importantes dans le processus de minéralisation. Finalement, des essais de compétitions ont démontré que la minéralisation pouvait être perturbée lorsque l’on surexprimait la queue cytosolique sauvage de PHEX, contrairement à la queue mutée. Ceci suggère possiblement que l’interaction avec COPII menant à l’incorporation de PHEX dans les vésicules de calcification ou d’autres protéines comprenant de tels motifs pourrait être importante pour la minéralisation. Finalement, la dernière étude porte sur la protéine FGF23. Nous avons démontré, par la surexpression de FGF23 dans la lignée MC3T3 d’ostéoblastes de souris, que cette surexpression a un effet sur la sénescence de ces cellules. En effet, des essais de sénescence ont montré l’augmentation de celle-ci lorsque FGF23 est surexprimé. Par contre, la prolifération n’est pas altérée. De plus, il semblerait que la différenciation soit plus rapide, tel qu’observé par une minéralisation survenant plus tôt, mais n’étant pas plus importante. Bref, la surexpression de FGF23 semblerait faire en sorte que les ostéoblastes se différencient plus rapidement et passent donc à un état de sénescence prématuré comparativement aux cellules sauvages. Ceci est en accord avec la littérature où KLOTHO, un cofacteur de FGF23 permettant sa liaison avec une plus grande affinité sur son récepteur, lorsqu’inactivé démontre un phénotype similaire au vieillissement incluant un phénotype de sénescence.