PP1 interactomes as a means of characterizing protein functions

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.

Policing in Rural Australia: The country cop as law enforcer and local resident

The strategies and techniques that police officers employ are adaptations to the types of communities they serve and the law enforcement system of which they are part. Observations of policing in rural and urban areas of Australia indicate that, despite being part of a single state police service, officers develop working philosophies that are systematically adapted to the locations they serve. Bayley (1989) has observed that while crimes are policed in the city, people are policed in the country. Rural police officers often adopt a community-based model of policing in which officers become integrated into a community and establish compatible community relations. While this model can produce successful results, with integration into informal social networks providing police increased opportunities to solve crime, rural police regularly find themselves occupying competing roles of law enforcer and local resident. This chapter will outline how the organisation and structure of rural communities impacts upon policing, noting distinct issues associated with police work in rural settings. Before examining current aspects of rural policing, a brief discussion of the historical and cultural context of rural policing is provided.

Atlas of abundance and distribution patterns of ichthyoplankton from the Northeast Pacific Ocean and Bering Sea ecosystems: based on research conducted by the Alaska Fisheries Science Center (1972–1996)

This regional atlas summarizes and illustrates the distribution and abundance patterns of fish eggs and larvae of 102 taxa within 34 families found in the Northeast Pacific Ocean including the Bering Sea, Gulf of Alaska, and U.S. west coast ecosystems. Data were collected over a 20+ year period (1972–1996) by the Recruitment Processes Program of the Alaska Fisheries Science Center (AFSC). Ichthyoplankton catch records used in this atlas were generated from 11,379 tows taken during 100 cruises. For each taxon, general life history data are briefly summarized from the literature. Published information on distribution patterns of eggs and larvae are reviewed for the study area. Data from AFSC ichthyoplankton collections were combined to produce an average spatial distribution for each taxon. These data were also used to estimate mean abundance and percent occurrence by year and month, and relative abundance by larval length and season. Abundance from each tow was measured as catch per 10 m2 surface area. A larval distribution and abundance map was produced with a geographic information system using ArcInfo software. For taxa with identifiable pelagic eggs, distribution maps showing presence or absence of eggs are presented. Presence or absence of adults in the study area is mapped based on recent literature and data from AFSC groundfish surveys. Distributional records for adults and early life history stages revealed several new range extensions. (PDF file contains 288 pages.)

微囊藻毒素对人类健康影响相关研究的回顾

本文回顾了微囊藻毒素(MC,一种最常见而重要的蓝藻毒素)对人类健康影响相关的研究.迄今为止的一些重要历史事件包括:(1)1990年,科学家首次发现,MC进入肝细胞后,能强烈地抑制蛋白磷酸酶(PP1、PP2A)的活性,这是MC致毒的最重要的分子基础;(2)1996年,在巴西发生了肾透析用水被MC(-LR、-YR和-AR)污染导致52人死亡的严重事件;(3)中国南方原发性肝癌的高发病率被认为与饮水中的MC污染有关;(4)1998年,世界卫生组织提出了饮用水中MC-LR含量的临时指导值为1μg/L;(5)从巢湖......

Comparative study on in vitro inhibition of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) and mouse protein phosphatases by microcystins

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.

Tactile Sensing for Mechatronics: A State of the Art Survey

Lee M.H. and Nicholls H.R., Tactile Sensing for Mechatronics: A State of the Art Survey, Mechatronics, 9, Jan 1999, pp1-31.

Art and Social Work: an intervention programme for transforming society’s vision to include people with early-onset dementia and Alzheimer’s

This paper presents a program centred on arts and education as tools in social work for the inclusion of people with earlyonset dementia and Alzheimer’s. The objective of the programme is to eradicate the stigma and myths associated with the disease.The program is part of the Junta de Castilla y León and the European Social Fund’s ARS Project (Arte y Salud Alzheimer; Alzheimer’s Art & Health). The programme presents a series of evaluated artistic and educational activities that can be undertaken by people in the early stages of Alzheimer’s disease and that can also be used by caregivers and family when working with this group of people, with the aim of improving their wellbeing, self-esteem and quality of life.

Role of p190RhoGAP in beta2 Integrin Regulation of RhoA in Human Neutrophils

We found that engagement of beta 2 integrins on human neutrophils induced activation of RhoA, as indicated by the increased ratio of GTP:GTP 1 GDP recovered on RhoA and translocation of RhoA to a membrane fraction. The clustering of beta 2 integrins also induced a time-dependent increase in GDP bound to RhoA, which correlated with beta 2 integrin-induced activation of p190RhoGAP. The activation of p190RhoGAP was completely blocked by [4-amino-5-(4-methylphenyl)-7-(t-butyl)pyrazolo[3,4-d]pyrimidine] (PP1), a selective inhibitor of Src family tyrosine kinases. However, clustering of beta 2 integrins did not increase the basal tyrosine phosphorylation of p190RhoGAP, nor did it affect the amount of p120RasGAP bound to p190RhoGAP. Instead, the beta 2 integrin-induced activation of p190RhoGAP was accompanied by increased tyrosine phosphorylation of a p190RhoGAP-associated protein, p120RasGAP, and accumulation of both p120RasGAP and p190RhoGAP in a membrane fraction. PP1 blocked the beta 2 integrin-induced phosphorylation of p120RasGAP, as well as the translocation of p190RhoGAP and p120RasGAP, but it did not affect the accumulation of RhoA in the membrane fraction. In agreement with the mentioned findings, PP1 also increased the GTP:GTP 1 GDP ratio recovered on RhoA immunoprecipitated from beta2 integrin-stimulated cells. Thus, in neutrophils, beta 2 integrin-induced activation of p190RhoGAP requires a signal from a Src family tyrosine kinase, but it does not occur via the signaling pathway responsible for activation of RhoA.

Fgr but not Syk tyrosine kinase is a target for beta2 integrin-induced c-Cbl-mediated ubiquitination in adherent human neutrophils

An early and critical event in beta2 integrin signalling during neutrophil adhesion is activation of Src tyrosine kinases and Syk. In the present study, we report Src kinase-dependent beta2 integrin-induced tyrosine phosphorylation of Cbl occurring in parallel with increased Cbl-associated tyrosine kinase activity. These events concurred with activation of Fgr and, surprisingly, also with dissociation of this Src tyrosine kinase from Cbl. Moreover, the presence of the Src kinase inhibitor PP1 in an in vitro assay had only a limited effect on the Cbl-associated kinase activity. These results suggest that an additional active Src-dependent tyrosine kinase associates with Cbl. The following observations imply that Syk is such a kinase: (i) beta2 integrins activated Syk in a Src-dependent manner, (ii) Syk was associated with Cbl much longer than Fgr was, and (iii) the Syk inhibitor piceatannol (3,4,3´,5´-tetrahydroxy-trans-stilbene) abolished the Cbl-associated kinase activity in an in vitro assay. Effects of the mentioned interactions between these two kinases and Cbl may be related to the finding that Cbl is a ubiquitin E3 ligase. Indeed, we detected beta2 integrin-induced ubiquitination of Fgr that, similar to the phosphorylation of Cbl, was abolished in cells pretreated with PP1. However, the ubiquitination of Fgr did not cause any apparent degradation of the protein. In contrast with Fgr, Syk was not modified by the E3 ligase. Thus Cbl appears to be essential in beta2 integrin signalling, first by serving as a matrix for a subsequent agonist-induced signalling interaction between Fgr and Syk, and then by mediating ubiquitination of Fgr which possibly affects its interaction with Cbl.

Down-regulation of Rac Activity during beta 2 Integrin-mediated Adhesion of Human Neutrophils

In human neutrophils, beta2 integrin engagement mediated a decrease in GTP-bound Rac1 and Rac2. Pretreatment of neutrophils with LY294002 or PP1 (inhibiting phosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-kinase) and Src kinases, respectively) partly reversed the beta2 integrin-induced down-regulation of Rac activities. In contrast, beta2 integrins induced stimulation of Cdc42 that was independent of Src family members. The PI 3-kinase dependency of beta2 integrin-mediated decrease in GTP-bound Rac could be explained by an enhanced Rac-GAP activity, since this activity was blocked by LY204002, whereas PP1 only had a minor effect. The fact that only Rac1 but not Rac2 (the dominating Rac) redistributed to the detergent-insoluble fraction and that it was independent of GTP loading excludes the possibility that down-regulation of Rac activities was due to depletion of GTP-bound Rac from the detergent-soluble fraction. The beta2 integrin-triggered relocalization of Rac1 to the cytoskeleton was enabled by a PI 3-kinase-induced dissociation of Rac1 from LyGDI. The dissociations of Rac1 and Rac2 from LyGDI also explained the PI 3-kinase-dependent translocations of Rac GTPases to the plasma membrane. However, these accumulations of Rac in the membrane, as well as that of p47phox and p67phox, were also regulated by Src tyrosine kinases. Inasmuch as Rac GTPases are part of the NADPH oxidase and the respiratory burst is elicited in neutrophils adherent by beta2 integrins, our results indicate that activation of the NADPH oxidase does not depend on the levels of Rac-GTP but instead requires a beta2 integrin-induced targeting of the Rac GTPases as well as p47phox and p67phox to the plasma membrane.

Nitric Oxide Produced in Response to Engagement of beta 2 Integrins on Human Neutrophils Activates the Monomeric GTPases Rap1 and Rap2 and Promotes Adhesion

We found that engagement of beta 2 integrins on human neutrophils increased the levels of GTP-bound Rap1 and Rap2. Also, the activation of Rap1 was blocked by PP1, SU6656, LY294002, GF109203X, or BAPTA-AM, which indicates that the downstream signaling events in Rap1 activation involve Src tyrosine kinases, phosphoinositide 3-kinase, protein kinase C, and release of calcium. Surprisingly, the integrin-induced activation of Rap2 was not regulated by any of the signaling pathways mentioned above. However, we identified nitric oxide as the signaling molecule involved in beta 2 integrin-induced activation of Rap1 and Rap2. This was illustrated by the fact that engagement of beta 2 integrins increased the production of nitrite, a stable end-product of nitric oxide. Furthermore, pretreatment of neutrophils with N-monomethyl-L-arginine, or 1400W, which are inhibitors of inducible nitric-oxide synthase, blocked integrin-induced activation of Rap1 and Rap2. Similarly, Rp-8pCPT-cGMPS, an inhibitor of cGMP-dependent serine/threonine kinases, also blunted the integrin-induced activation of Rap GTPases. Also nitric oxide production and its downstream activation of cGMP-dependent serine/threonine kinases were essential for proper neutrophil adhesion by beta 2 integrins. Thus, we made the novel findings that beta 2 integrin engagement on human neutrophils triggers production of nitric oxide and its downstream signaling is essential for activation of Rap GTPases and neutrophil adhesion.

Beta2 integrins target Rap GTPases to the plasma membrane by means of degranulation.

We report the novel observation that engagement of ß2 integrins on human neutrophils is accompanied by increased levels of the small GTPases Rap1 and Rap2 in a membrane-enriched fraction and a concomitant decrease of these proteins in a granule-enriched fraction. In parallel, we observed a similar time-dependent decrease of gelatinase B (a marker of specific and gelatinase B-containing granules) but not myeloperoxidase (a marker of azurophil granules) in the granule fraction, and release of lactoferrin (a marker of specific granules) in the extracellular medium. Furthermore, inhibition of Src tyrosine kinases, or phosphoinositide 3-kinase with PP1 or LY294002, respectively, blocked ß2 integrin-induced degranulation and the redistribution of Rap1 and Rap2 to a membrane-enriched fraction. Consequently, the ß2 integrin-dependent exocytosis of specific and gelatinase B-containing granules occurs via a Src tyrosine kinase/phosphoinositide 3-kinase signaling pathway and is responsible for the translocation of Rap1 and Rap2 to the plasma membrane in human neutrophils.

Protein phosphatases acting on the replication checkpoint

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.

O efeito do stress celular na proteína precursora de amilóide de Alzheimer = The effect of cellular stress on the Alzheimer's amyloid precursor protein

A proteína precursora de amilóide de Alzheimer (APP) é um factor chave na doença de Alzheimer (AD). Essencialmente o processamento da APP resulta na produção de Abeta, o peptídeo tóxico depositado nas placas de amilóide dos indivíduos com AD. Ainda permanece por esclarecer se o processamento da APP é afectado sob condições de stress celular, potencialmente aumentando a quantidade de Abeta produzida. Além disso, o stress celular pode induzir alterações moleculares, associadas à AD, que podem representar marcadores moleculares úteis para o diagnóstico da AD. Com estas questões em mente, procurámos identificar alterações, em resposta ao stress celular, no processamento da APP e na expressão de outras proteínas. Nestes estudos de monitorização considerámos que a fosforilação proteica anormal e o stress oxidativo podem contribuir para a condição patológica. Assim, investigámos o processamento da APP dependente da fosforilação durante o stress celular. Os dados obtidos confirmam que a secreção da APP é reduzida em situações de stress, e que o efeito é idêntico em linhas celulares de tipo neuronal e não neuronal. Os resultados obtidos revelam que o PMA, mesmo em situações de stress (azida de sódio 1 mM) pode afectar o processamento da APP, aumentando a produção de sAPP (o fragmento secretado após o processamento de APP) que pode potencialmente reduzir a produção de Abeta. A hipótese de afectar a produção de Abeta dependente da fosforilação, que por sua vez pode ter relevância num quadro clínico, mantém-se mesmo em condições de stress. Os resultados revelaram que a indução de sAPP, após a adição de ésteres de forbol, ou ácido ocadeíco, em condições de stress não é idêntica. Em contraste, sob condições controlo, tanto os ésteres de forbol como o ácido ocadeíco produzem o mesmo efeito em termos da produção de sAPP. Aparentemente estas duas vias podem ser dissociadas em condições de stress, o que de algum modo pode reflectir processamento alterado da APP em condições adversas. Nas experiências em que se analisou a expressão de outros potenciais marcadores moleculares, foram detectadas alterações nos níveis de expressão de várias proteínas. Estes marcadores moleculares representam alvos interessantes para futura validação e potenciais candidatos para um diagnóstico molecular na AD. As proteínas já identificadas são importantes do ponto de vista da transdução de sinais, e incluem a PP1, a HSP70, a PARP e a própria APP.