Biopolym. Cell. 2009; 25(5):384-389.
Структура и функции биополимеров
КоА Синтаза влияет на независимый от контактов с внеклеточным матриксом рост и выживание клеток млекопитающих в условиях in vitro
1Бреус О. С., 1Немазаный И. А., 1, 2Гут И. Т., 1Филоненко В. В., 1Панасюк А. Г.
  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03680
  2. Отдел структурной и молекулярной биологии, Университетский колледж Лондона
    ул. Гавер, Лондон, WC1E 6BT, Великобритания

Abstract

Цель. Оценка влияния уровня экспрессии, каталитической активности и субклеточной локализации КоА синтазы на независимый от контактов с внеклеточным матриксом рост и выживание клеток в культуре in vitro. Методы. В работе оценивали способность клеток формировать колонии в полужидкой агарозе и выживать в отсутствии ростовых факторов. Были созданы стабильные клеточные линии на основе клеток HEK293, которые надэкспресировали КоА синтазу дикого типа, а также мутантные – каталитически неактивную форму, либо КоА синтазу с делетированой последовательностью, отвечающей за ассоциацию с митохондриями. Исследовались также эффекты миРНК опосредованного снижения эндогенного уровня КоА синтазы на раковый фенотип клеток HepG2. Результаты. Изменения в уровне экспрессии КоА синтазы влияли на независимый от прикрепления рост и выживание клеток млекопитающих. Каталитическая активность КоА синтазы, а также ассоциация ее с митохондриями оказались необходимыми для опосредования наблюдаемых эффектов. Выводы. Представленные данные указывают, что КоА синтаза позитивно влияет на активность сигнальных путей в клетках млекопитающих, а также вскрывают неизвестную ранее функциональную связь между передачей сигналов в клетке и метаболизмом.
Keywords: КоА синтаза, кофермент А, независимый от прикрепления рост, жизнеспособность клеток

References

[1] Zhyvoloup A., Nemazanyy I., Babich A., Panasyuk G., Pobigailo N., Vudmaska M., Naidenov V., Kukharenko O., Palchevskii S., Savinska L., Ovcharenko G., Verdier F., Valovka T., Fenton T., Rebholz H., Wang M.L., Shepherd P., Matsuka G., Filonenko V., Gout I. T. Molecular cloning of CoA Synthase. The missing link in CoA biosynthesis J. Biol. Chem 2002 277, N 25:22107–22110.
[2] Daugherty M., Polanuyer B., Farrell M., Scholle M., Lykidis A., de Crecy-Lagard V., Osterman A. Complete reconstitution of the human coenzyme A biosynthetic pathway via comparative genomics J. Biol. Chem 2002 2277, N 24:21431–2139.
[3] Abiko Y. Metabolism of coenzyme A In metabolic pathways. Ed. D. Greenberg New York: Acad. press, 1975:25–50.
[4] Leonardi R., Zhang Y. M., Rock C. O., Jackowski S. Coenzyme A: back in action Progr. Lipid. Res 2005 44, N 2– 3:125–153.
[5] Black P. N., Faergeman N. J., DiRusso C. C. Long-chain acyl-CoA-dependent regulation of gene expression in bacteria, yeast and mammals. J Nutr. 2000;130(2S Suppl):305S-309S.
[6] Takahashi H., McCaffery J. M., Irizarry R. A., Boeke J. D. Nucleocytosolic acetyl-coenzyme a synthetase is required for histone acetylation and global transcription Mol. Cell 2006 23, N 2:207–217.
[7] Resh M. D. Regulation of cellular signalling by fatty acid acylation and prenylation of signal transduction proteins Cell. Signal 1996 8, N 6:403–412.
[8] Linder M. E., Deschenes, R. J. Palmitoylation: policing protein stability and traffic Nat. Rev. Mol. Cell. Biol 2007 8, N 1 P.874–884.
[9] Pfanner N., Orci L., Glick B. S., Amherdt M., Arden S. R., Malhotra V., Rothman J. E. Fatty acyl-coenzyme A is required for budding of transport vesicles from Golgi cisternae Cell 1989 59, N 1:95–102.
[10] Bosveld F., Rana A., van der Wouden P. E., Lemstra W., Ritsema M., Kampinga H. H., Sibon O. C. De novo CoA biosynthesis is required to maintain DNA integrity during development of the Drosophila nervous system Hum. Mol. Genet 2008 17, N 13:2058–2069.
[11] Nemazanyy I., Panasyuk G., Zhyvoloup A., Panayotou G., Gout I. T., Filonenko V. V. Specific interaction between S6K1 and CoA Synthase: a potential link between the mTOR/S6K pathway, CoA biosynthesis and energy metabolism FEBS Lett 2004 578, N 3:357–362.
[12] Breus O., Panasyuk G., Gout I. T., Filonenko V., Nemazanyy I. CoA Synthase is in complex with p85alphaPI3K and affects PI3K signaling pathway Biochem. and Biophys. Res. Communs 2009 385, N 4:581–585.
[13] Zhyvoloup A., Nemazanyy I., Panasyuk G., Valovka T., Fenton T., Rebholz H., Wang M. L., Foxon R., Lyzogubov V., Usenko V., Kyyamova R., Gorbenko O., Matsuka G., Filonenko V., Gout I. T. Subcellular localization and regulation of coenzyme A synthase J. Biol. Chem 2003 278, N 50:50316–50321.
[14] Frisch S. M., Francis H. Disruption of epithelial cell-matrix interactions induces apoptosis J. Cell. Biol 1994 124, N 4:619–626.
[15] Chiarugi P. From anchorage dependent proliferation to survival: lessons from redox Signalling IUBMB Life 2008 60:301–307.
[16] Nakamura K., Sakaue H., Nishizawa A., Matsuki Y., Gomi H., Watanabe E., Hiramatsua R., Tamamori-Adachi M., Kitajima S., Noda T., Ogawa W., Kasuga M. PDK1 regulates cell proliferation and cell cycle progression through control of cyclin D1 and p27Kip1 expression J. Biol. Chem 2008 283, N 25:17702–17711.
[17] Vander Heiden M. G., Plas D. R., Rathmell J. C., Fox C. J., Harris M. H., Thompson C. B. Growth factors can influence cell growth and survival through effects on glucose metabolism Mol. Cell. Biol 2001 21, N 17:5899– 5912.
[18] Duronio V. The life of a cell: apoptosis regulation by the PI3K/PKB pathway Biochem. J 2008 415:333–344.
[19] Yuan T. L., Cantley L. C. PI3K pathway alterations in cancer: variations on a theme Oncogene–2008 27, N 41:5497– 5510.
[20] Veitch D. P., Gilham D., Cornell R. B. The role of histidine residues in the HXGH site of CTP: phosphocholine cytidylyltransferase in CTP binding and catalysis Eur. J. Biochem 1998 255, N 1:227–234.
[21] Christofk H. R., Vander Heiden M. G., Wu N., Asara J. M., Cantley L. C. Pyruvate kinase M2 is a phosphotyrosinebinding protein Nature 2008 452, N 7184:181–186.
[22] Christofk H. R., Vander Heiden M. G., Harris M. H., Ramanathan A., Gerszten R. E., Wei R., Fleming M. D., Schreiber S. L., Cantley L. C. The M2 splice isoform of pyruvate kinase is important for cancer metabolism and tumour growth Nature. 2008 452, N 7184:230–233.
[23] Swinnen J. V., Brusselmans K., Verhoeven G. Increased lipogenesis in cancer cells: new players, novel targets Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care 2006 9, N 4:358–365.
[24] Menendez J. A., Lupu R. Fatty acid synthase and the lipogenic phenotype in cancer pathogenesis Nat. Rev. Cancer 2007 7, N 10:763–777.
[25] Yoon S., Lee M. Y., Park S. W., Moon J. S., Koh Y. K., Ahn Y. H., Park B. W., Kim K. S. Up-regulation of acetyl-CoA carboxylase alpha and fatty acid synthase by human epidermal growth factor receptor 2 at the translational level in breast cancer cells J. Biol. Chem 2007 282, N 36:26122–26131.
[26] Brunet J., Vazquez-Martin A., Colomer R., Graca-Suarez B., Martin-Castillo B., Menendez J. A. BRCA1 and acetyl-CoA carboxylase: the metabolic syndrome of breast cancer Mol. Carcinog 2008 47, N 2:157–163.
[27] De Schrijver E., Brusselmans K., Heyns W., Verhoeven, G., Swinnen J. V. RNA interference-mediated silencing of the fatty acid synthase gene attenuates growth and induces morphological changes and apoptosis of LNCaP prostate cancer cells. Cancer Res. 2003; 63(13):3799–3804.
[28] Brusselmans K., De Schrijver E., Verhoeven G., Swinnen J. V. RNA interference-mediated silencing of the acetyl-CoAcarboxylase-alpha gene induces growth inhibition and apoptosis of prostate cancer cells Cancer Res 2005 65, N 15:6719–6725.
[29] Wang H. Q., Altomare D. A., Skele K. L., Poulikakos P. I., Kuhajda F. P., Di Cristofano A., Testa J. R. Positive feedback regulation between AKT activation and fatty acid synthase expression in ovarian carcinoma cells Oncogene 2005 24:3574–3582.
[30] Vazquez-Martin A., Colomer R., Brunet J., Lupu R., Menendez J. A. Overexpression of fatty acid synthase gene activates HER1/HER2 tyrosine kinase receptors in human breast epithelial cells Cell Prolif 2008 41, N 1:59–85.