Biopolym. Cell. 2007; 23(4):318-323.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00076F
Структура та функції біополімерів
Взаємодія серин/треонінової протеїнфосфатази 5 з білковим продуктом гена – супресора пухлин Tsc2
1, 2Маланчук О. М., 1Пальчевський С. С., 2Позур В. К., 1, 3Гут І. Т., 1Філоненко В. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Київський національний університет імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська 64, Київ, Україна, 01033
  3. Університетський коледж Лондона
    вул. Гавер, Лондон, WC1E 6BT, Велика Британія

Abstract

Туберозний склероз (TSC) – захворювання, яке характеризується розвитком пухлиноподібних утворень і спричинене мутаціями в генах Tsc1 чи Tsc2. Обидва білкових продукти генів Tsc1 та Tsc2 утворюють внутрішньоклітинний комплекс, якому притаманна ГТФ-азнa активність стосовно малого ГТФ-зв’язувального білка Rheb. Активність комплексу TSC1/ТSC2 регулюється множинним фосфорилюванням TSC2 декількома кіназами, такими як PKB/Akt, AMP-активована кіназа, ERK, MK2 тa RSK1. Однак майже нічого не відомо про молекулярні механізми дефосфорилювання TSC2. У попередній роботі із застосуванням дріжджової двогібридної системи нами ідентифіковано потенційні зв’язувальні партнери для TSC2, серед яких протеїнфосфатаза 5 (РР5). У даній роботі наведено докази того, що TSC2 взаємодіє з РР5 і в клітинах ссавців. Методом імунопреципітації з використанням клітин TSC2+/+, p53–/– мишачих ембріональних фібробластів з тимчасово надекспресованим myc-PP5 нами встановлено, що TSC2 специфічно асоційований з PP5 у клітинах, які перебувають у фазі експоненційного росту. На даному етапі досліджень вивчається фізіологічне значення ідентифікованої взаємодії, особливо залучення РР5 до процесів дефосфорилювання багатьох регуляторних сайтів.
Keywords: TSC2, туберозний склероз, РР5, білково-білкові взаємодії
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Plank TL, Yeung RS, Henske EP. Hamartin, the product of the tuberous sclerosis 1 (TSC1) gene, interacts with tuberin and appears to be localized to cytoplasmic vesicles. Cancer Res. 1998;58(21):4766-70.
[2] van Slegtenhorst M, Nellist M, Nagelkerken B, Cheadle J, Snell R, van den Ouweland A, Reuser A, Sampson J, Halley D, van der Sluijs P. Interaction between hamartin and tuberin, the TSC1 and TSC2 gene products. Hum Mol Genet. 1998;7(6):1053-7.
[3] Kwiatkowski DJ. Tuberous sclerosis: from tubers to mTOR. Ann Hum Genet. 2003;67(Pt 1):87-96.
[4] Garami A, Zwartkruis FJ, Nobukuni T, Joaquin M, Roccio M, Stocker H, Kozma SC, Hafen E, Bos JL, Thomas G. Insulin activation of Rheb, a mediator of mTOR/S6K/4E-BP signaling, is inhibited by TSC1 and 2. Mol Cell. 2003;11(6):1457-66.
[5] Inoki K, Li Y, Xu T, Guan KL. Rheb GTPase is a direct target of TSC2 GAP activity and regulates mTOR signaling. Genes Dev. 2003;17(15):1829-34.
[6] Saucedo LJ, Gao X, Chiarelli DA, Li L, Pan D, Edgar BA. Rheb promotes cell growth as a component of the insulin/TOR signalling network. Nat Cell Biol. 2003;5(6):566-71.
[7] Stocker H, Radimerski T, Schindelholz B, Wittwer F, Belawat P, Daram P, Breuer S, Thomas G, Hafen E. Rheb is an essential regulator of S6K in controlling cell growth in Drosophila. Nat Cell Biol. 2003;5(6):559-65.
[8] Tee AR, Manning BD, Roux PP, Cantley LC, Blenis J. Tuberous sclerosis complex gene products, Tuberin and Hamartin, control mTOR signaling by acting as a GTPase-activating protein complex toward Rheb. Curr Biol. 2003;13(15):1259-68.
[9] Zhang Y, Gao X, Saucedo LJ, Ru B, Edgar BA, Pan D. Rheb is a direct target of the tuberous sclerosis tumour suppressor proteins. Nat Cell Biol. 2003;5(6):578-81.
[10] Potter CJ, Huang H, Xu T. Drosophila Tsc1 functions with Tsc2 to antagonize insulin signaling in regulating cell growth, cell proliferation, and organ size. Cell. 2001;105(3):357-68.
[11] Tapon N, Ito N, Dickson BJ, Treisman JE, Hariharan IK. The Drosophila tuberous sclerosis complex gene homologs restrict cell growth and cell proliferation. Cell. 2001;105(3):345-55.
[12] Gao X, Zhang Y, Arrazola P, Hino O, Kobayashi T, Yeung RS, Ru B, Pan D. Tsc tumour suppressor proteins antagonize amino-acid-TOR signalling. Nat Cell Biol. 2002;4(9):699-704.
[13] Goncharova EA, Goncharov DA, Eszterhas A, Hunter DS, Glassberg MK, Yeung RS, Walker CL, Noonan D, Kwiatkowski DJ, Chou MM, Panettieri RA Jr, Krymskaya VP. Tuberin regulates p70 S6 kinase activation and ribosomal protein S6 phosphorylation. A role for the TSC2 tumor suppressor gene in pulmonary lymphangioleiomyomatosis (LAM). J Biol Chem. 2002;277(34):30958-67.
[14] Inoki K, Li Y, Zhu T, Wu J, Guan KL. TSC2 is phosphorylated and inhibited by Akt and suppresses mTOR signalling. Nat Cell Biol. 2002;4(9):648-57.
[15] Manning BD, Tee AR, Logsdon MN, Blenis J, Cantley LC. Identification of the tuberous sclerosis complex-2 tumor suppressor gene product tuberin as a target of the phosphoinositide 3-kinase/akt pathway. Mol Cell. 2002;10(1):151-62.
[16] Hengstschl?ger M, Rodman DM, Miloloza A, Hengstschl?ger-Ottnad E, Rosner M, Kubista M. Tuberous sclerosis gene products in proliferation control. Mutat Res. 2001;488(3):233-9.
[17] Inoki K, Zhu T, Guan KL. TSC2 mediates cellular energy response to control cell growth and survival. Cell. 2003;115(5):577-90.
[18] Shamji AF, Nghiem P, Schreiber SL. Integration of growth factor and nutrient signaling: implications for cancer biology. Mol Cell. 2003;12(2):271-80.
[19] Barford D. Molecular mechanisms of the protein serine/threonine phosphatases. Trends Biochem Sci. 1996;21(11):407-12.
[20] Tonks NK, Neel BG. From form to function: signaling by protein tyrosine phosphatases. Cell. 1996;87(3):365-8.
[21] Cohen PT. Novel protein serine/threonine phosphatases: variety is the spice of life. Trends Biochem Sci. 1997;22(7):245-51.
[22] Chen MX, McPartlin AE, Brown L, Chen YH, Barker HM, Cohen PT. A novel human protein serine/threonine phosphatase, which possesses four tetratricopeptide repeat motifs and localizes to the nucleus. EMBO J. 1994;13(18):4278-90.
[23] Blatch GL, L?ssle M. The tetratricopeptide repeat: a structural motif mediating protein-protein interactions. Bioessays. 1999;21(11):932-9.
[24] Chen MS, Silverstein AM, Pratt WB, Chinkers M. The tetratricopeptide repeat domain of protein phosphatase 5 mediates binding to glucocorticoid receptor heterocomplexes and acts as a dominant negative mutant. J Biol Chem. 1996;271(50):32315-20.
[25] Morita K, Saitoh M, Tobiume K, Matsuura H, Enomoto S, Nishitoh H, Ichijo H. Negative feedback regulation of ASK1 by protein phosphatase 5 (PP5) in response to oxidative stress. EMBO J. 2001;20(21):6028-36.
[26] Chinkers M. Targeting of a distinctive protein-serine phosphatase to the protein kinase-like domain of the atrial natriuretic peptide receptor. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994;91(23):11075-9.
[27] Ollendorff V, Donoghue DJ. The serine/threonine phosphatase PP5 interacts with CDC16 and CDC27, two tetratricopeptide repeat-containing subunits of the anaphase-promoting complex. J Biol Chem. 1997;272(51):32011-8.
[28] Lubert EJ, Hong Y, Sarge KD. Interaction between protein phosphatase 5 and the A subunit of protein phosphatase 2A: evidence for a heterotrimeric form of protein phosphatase 5. J Biol Chem. 2001;276(42):38582-7.
[29] Malanchuk OM, Pozur V, Panasyuk GG, Nemazanyy IO, Filonenko VV, Gout IT, Palchevskyy SS. Identification of novel binding partners for tuberous sclerosis complex 2 (TSC2) by yeast two-hybrid approach. Exp Oncol. 2005;27(3):186-90.
[30] Dan HC, Sun M, Yang L, Feldman RI, Sui XM, Ou CC, Nellist M, Yeung RS, Halley DJ, Nicosia SV, Pledger WJ, Cheng JQ. Phosphatidylinositol 3-kinase/Akt pathway regulates tuberous sclerosis tumor suppressor complex by phosphorylation of tuberin. J Biol Chem. 2002;277(38):35364-70.
[31] Roux PP, Ballif BA, Anjum R, Gygi SP, Blenis J. Tumor-promoting phorbol esters and activated Ras inactivate the tuberous sclerosis tumor suppressor complex via p90 ribosomal S6 kinase. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(37):13489-94.
[32] Li Y, Inoki K, Vacratsis P, Guan KL. The p38 and MK2 kinase cascade phosphorylates tuberin, the tuberous sclerosis 2 gene product, and enhances its interaction with 14-3-3. J Biol Chem. 2003;278(16):13663-71.
[33] Corradetti MN, Inoki K, Bardeesy N, DePinho RA, Guan KL. Regulation of the TSC pathway by LKB1: evidence of a molecular link between tuberous sclerosis complex and Peutz-Jeghers syndrome. Genes Dev. 2004;18(13):1533-8.