Kinaza receptorowa 2 sprzężona z białkiem G (GRK2) jest wszechobecną, niezbędną kinazą białkową, która pojawia się jako węzeł integracyjny w wielu sieciach sygnałowych. kinaza białkowa, która pojawia się jako węzeł integracyjny w wielu sieciach sygnalizacyjnych. Co więcej, zmiany w obfitości i aktywności GRK2 zostały zidentyfikowane w kilku chorobach zapalnych, chorobach sercowo-naczyniowych i nowotworach, sugerując, że te zmiany mogą przyczyniać się do inicjacji lub rozwoju patologii. GRK zostały początkowo zidentyfikowane jako kluczowi gracze w odczulaniu i internalizacji wielu receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCR), ale GRK2 również fosforyluje również kilka substratów innych niż GPCR i dynamicznie wiąże się z różnymi białkami różnymi białkami związanymi z transdukcją sygnału. Trwające badania w naszym laboratorium laboratorium mają na celu zrozumienie, w jaki sposób specyficzne interaktomy GRK2 są orkiestrowane w sposób zależny od bodźca, kontekstu lub typu komórki. Zidentyfikowaliśmy niedawno zidentyfikowaliśmy interakcję między GRK2 i deacetylazą histonową 6 (HDAC6), która moduluje rozprzestrzenianie się i ruchliwość komórek. HDAC6 jest główną cytoplazmatyczną deacetylazą a-tubuliny, która bierze udział w ruchliwości i adhezji komórek. GRK2 dynamicznie i bezpośrednio wiąże się z HDAC6 i fosforyluje ją, aby stymulować aktywność deacetylazy a-tubuliny w określonych lokalizacjach komórkowych, takich jak wiodąca krawędź migrujących komórek, promując w ten sposób lokalną deacetylację tubuliny i zwiększoną ruchliwość. Regulacja acetylacji tubuliny za pośrednictwem GRK2-HDAC6 moduluje również rozprzestrzenianie się komórek. Ta funkcjonalna interakcja GRK2-HDAC6 może mieć ważne implikacje w patologicznych kontekstach związanych z migracją komórek nabłonkowych migracją. --- Taksany są silnymi inhibitorami ruchliwości komórek, co jest związane z ich aktywnością antyangiogenną i antymetastatyczną i niezwiązaną z ich działaniem działaniem antyproliferacyjnym. Mechanizm molekularny tego działania przeciwruchowego jest słabo poznany. W tym badaniu stwierdziliśmy, że paklitaksel indukował acetylację tubuliny acetylację tubuliny w komórkach śródbłonka i komórkach nowotworowych, w stężeniach, które wpływały na ruchliwość komórek, ale nie na proliferację. na ruchliwość komórek, ale nie na proliferację (10(-8) do 10(-9) M, przez 4 godziny). Indukcja acetylacji tubuliny korelowała z hamowaniem ruchliwości, ale nie proliferacji na podstawie porównania wysoce i słabo cytotoksycznych taksanów (paklitaksel i IDN5390) oraz linii komórek nowotworowych wrażliwych i opornych na paklitaksel (1A9 i 1A9 PTX22). Zgodnie z hipotezą, że aktywność deacetylazy tubuliny może wpływać na odpowiedź komórek na aktywność przeciwruchową taksanów, stwierdziliśmy, że nadekspresja deacetylazy tubuliny SIRT2 zwiększała ruchliwość komórek i zmniejszała odpowiedź komórek na aktywność przeciwruchową paklitakselu. I odwrotnie, inhibitor SIRT2 splitomicyna zmniejszała ruchliwość komórek i nasilała aktywność przeciwruchową paklitakselu. Efekt hamujący był dodatkowo przez dodanie inhibitora HDAC6 - trichostatyny A. Paklitaksel i splitomicyna sprzyjały translokacji komórek. i splitomicyna promowały translokację do jądra - a tym samym aktywację FOXO3a, negatywnego regulatora ruchliwości komórek. To badanie wskazuje na rolę SIRT2 w regulacji ruchliwości komórek i sugeruje, że sugeruje, że terapie łączące inhibitory sirtuiny i taksany mogą być stosowane w leczeniu procesów patologicznych opartych na ruchliwości komórek, takich jak angiogeneza, inwazja i przerzuty nowotworów. przerzuty. --- Ruchliwość i adhezja komórek obejmuje dynamiczną acetylację/deacetylację mikrotubul (MT) acetylację/deacetylację, proces regulowany przez enzymy takie jak HDAC6, główną cytoplazmatyczna deacetylaza α-tubuliny. Identyfikujemy kinazę receptora sprzężonego z białkiem G 2 (GRK2) jako kluczowy nowy stymulator HDAC6. GRK2, której poziomy odwrotnie koreluje ze stopniem acetylacji α-tubuliny w komórkach nabłonkowych i fibroblastach, bezpośrednio wiąże się i fosforyluje HDAC6 w celu stymulacji aktywność deacetylazy α-tubuliny. Co ciekawe, fosforylacja samego GRK2 w pozycji S670 specyficznie wzmacnia jego zdolność do regulacji HDAC6. GRK2 i HDAC6 kolokalizują w lamellipodii migrujących komórek, prowadząc do lokalnej deacetylacji tubuliny deacetylacji tubuliny i zwiększonej ruchliwości. Konsekwentnie, komórki wyrażające GRK2-K220R lub mutanty GRK2-S670A, niezdolne do fosforylacji HDAC6, wykazują wysoce acetylowane MT korowe i wykazują upośledzoną migrację i aktywność protruzyjną. Wreszcie stwierdzamy, że zrównoważona regulacja acetylacji tubuliny za pośrednictwem GRK2/HDAC6 w różny sposób moduluje wczesne i późne etapy rozprzestrzeniania się komórek. To funkcjonalna interakcja GRK2/HDAC6 może mieć ważne implikacje w kontekstach patologicznych. kontekstach patologicznych.
Czy acetylacja tubuliny jest zaangażowana w ruchliwość komórek?
Tak, indukcja acetylacji alfa-tubuliny koreluje z hamowaniem ruchliwości komórek, podczas gdy jest ona zaangażowana w dodatkowe procesy komórkowe, np. progresję cyklu komórkowego, różnicowanie, transport wewnątrzkomórkowy i sygnalizację. Dynamiczna acetylacja/deacetylacja mikrotubul (MT) pośrednicząca w ruchliwości i adhezji komórek jest kontrolowana przez enzymy takie jak HDAC6, główną cytoplazmatyczną deacetylazę α-tubuliny. Podczas gdy jej nadekspresja i aktywacja jest w stanie zwiększyć ruchliwość komórek, aktywność HDAC6 może być również negatywnie regulowana przez szereg inhibitorów komórkowych, zmniejszając w ten sposób zdolność komórek do migracji.