ITEM METADATA RECORD
Title: The N-terminal suppressor/coupling domain of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor: molecular mechanism and cellular function
Authors: Szlufcik, Karolina
Issue Date: 20-Dec-2005
Abstract: Ca2+ kan vrijgezet worden uit intracellulaire Ca2+-opslagplaatsen via tw ee families van tetramere, intracellulaire Ca2+-kanalen nl. de inositol 1,4,5-trisfosfaat (IP3) receptor (IP3R) en de ryanodine receptor (RyR). De IP3R wordt gecodeerd door drie verschillende genen, die coderen voor drie isovormen (type 1-3), elk met verschillende eigenschappen. De meest e celtypes bevatten meer dan twee isovormen en de receptor kan zowel voo rkomen als homo- of heteromeer Ca2+-kanaal. De 3D structuur van IP3Rs ka n onderverdeeld worden in twee verschillende delen: het compacte kanaald omein en het losser gepakte cytoplasmatische domein. De belangrijkste ag onist van de IP3R is IP3, die aan de N-terminus van de receptor bindt. H et exacte mechanisme hoe IP3 het kanaal kan activeren is echter nog niet gekend. Wel is geweten dat de N-terminale aminozuren van 1 tot 225 daar bij een belangrijke rol spelen. Enerzijds zijn deze verantwoordelijk voo r de onderdrukking van de binding van IP3 aan IP3R en anderzijds bleken diezelfde aminozuren van cruciaal belang te zijn voor het eigenlijk func tioneren van de receptor. Ze worden daarom het suppressor/koppelingsdome in genoemd. De IP3R kan gemoduleerd worden door een waaier van cellulair e parameters en tevens door farmacologische agentia, waaronder vooral th imerosal goed gedocumenteerd is. IP3R1 vertoont een klokvormige activati ecurve onder invloed van thimerosal, terwijl IP3R3 enkel geïnhibeerd kan worden door hogere concentraties van dit reagens. In het eerste deel hebben we de isovorm-specifieke effecten van thimeros al onderzocht. In R23-11 cellen, die met IP3R1 werden getransfecteerd, h ad thimerosal een stimulerend effect zowel op de IP3-binding als de op I P3-geïnduceerde Ca2+ vrijzetting (IICR), terwijl dezelfde concentratie g een effect had op de activiteit van IP3R3, en van [Δ1-225]-IP3 R1 en [Δ1-225]-IP3R3, twee getrunceerde receptoren zonder supp ressor/koppelingsdomein. Door gebruik te maken van de 45Ca2+-fluxtechnie k in gepermeabliseerde A7r5 cellen, konden wij aantonen dat de aanwezigh eid van Ca2+ samen met thimerosal het stimulerend effect van thimerosal naar een lagere concentratie van deze stof kan verschuiven. Thimerosal e n Ca2+ blijken op een synergetische manier de activiteit van IP3R1 te ku nnen activeren. Pull-down experimenten toonden aan dat het suppressordom ein met de IP3-binding core (aminozuren 226-604) van type 1 kan interage ren. Deze interactie wordt versterkt in aanwezigheid van thimerosal. Ter wijl Ca2+ een additioneel versterkend effect heeft, vertoonden calmoduli ne en short Ca2+-binding protein-1, twee proteïnen met een bindingsplaat s gelegen in het suppressor/koppelingsdomein, een inhiberend effect. Dez e thimerosal-gevoelige interactie kwam niet voor bij IP3R3. De opvallend e analogie tussen de functionele en moleculaire gegevens wijzen er op da t de intramoleculaire interactie tussen de suppressor en de IP3-binding core van IP3R1 ten minste voor een deel verantwoordelijk is voor de sens itisatie van IP3R1 door thimerosal en Ca2+. Om na te gaan wat de fysiologische rol is van het suppressor/koppelingsd omein werden twee chimeren gemaakt nl. IP3R1 met de eerste 225 aminozure n afkomstig van type 3 ([1-225 T3]-IP3R1) en IP3R3 met de eerste 225 ami nozuren afkomstig van type 1 ([1-225 T1]-IP3R3) en vervolgens tot expres sie gebracht in R23-11 cellen. Beide chimeren vertoonden zowel een verho ogde IP3-binding als een verhoogde gevoeligheid aan IP3 om Ca2+ vrij te zetten. Deletie van 11 aminozuren in IP3R1 ([Δ76-86]-IP3R1) of verv anging van deze aminozuursequentie in de structuur van IP3R1 door 13 ami nozuren van IP3R3 ([75-87 T3]-IP3R1) resulteerde in dezelfde effecten. H et is in deze korte stretch van aminozuren dat zich het grootste verschi l in het suppressor/koppelingsdomein van beide isovormen manifesteert. S tabiele expressie van [Δ76-86]-IP3R1 en [75-87 T3]-IP3R1 in de R23-11 cellen verhoogde de gevoeligheid van de cellen aan een apop totische stimulus, zonder verder enig effect te hebben op de hoeveelheid Ca2+ opgeslagen in het ER lumen. Met behulp van onze chimeren en mutant en konden wij bijgevolg rechtstreeks aantonen dat de gevoeligheid van de IP3R een bepalende factor is in het ontstaan van apoptose. Het suppress or/koppelingsdomein kan als dusdanig aanzien worden als een endogene bes cherming tegen overgevoelige IP3Rs.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Physiology Section (-)
Exercise Physiology Research Group
Laboratory of Molecular and Cellular Signaling

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.