Golgi Alpha1, 2-маннозидаза IA способствует эффективной деградации NKCC2, связанной с эндоплазматическим ретикулумом
Jul 21, 2023
Абстрактный
Мутации в апикально расположенном почечном котранспортере Na-K-2Cl NKCC2 вызывают синдром Барттера I типа, опасное для жизни заболевание почек. Ранее мы показали, что транспорт из ER представляет собой лимитирующую фазу в путешествии NKCC2 к клеточной поверхности. Тем не менее, очень мало известно о компонентах контроля качества ER, специфичных для NKCC2 и его болезнетворных мутантов. Здесь мы сообщаем об идентификации Golgi alpha1, 2- маннозидазы IA (ManIA) в качестве нового партнера по связыванию незрелой формы NKCC2. Взаимодействие ManIA с NKCC2 происходит в основном в цис-сети Гольджи. Коэкспрессия ManIA снижала общее содержание белка NKCC2, тогда как нокдаун ManIA вызывал противоположный эффект. Важно отметить, что коэкспрессия ManIA оказывала более глубокое влияние на укладывающиеся мутанты NKCC2. Анализ циклогексимида показал, что в клетках, сверхэкспрессирующих ManIA, стабильность и созревание NKCC2 сильно затруднены. Удаление цитоплазматической области ManIA ослабляло его взаимодействие с NKCC2 и ингибировало его влияние на созревание котранспортера. Индуцированное ManIA снижение экспрессии NKCC2 компенсировалось ингибитором протеасом MG132. Аналогичным образом, лечение кифунензином значительно снижало эффект ManIA, что убедительно свидетельствует о том, что обрезка маннозы участвует в усилении ERAD котранспортера. Более того, лишение ManIA его каталитического домена полностью отменяет его действие на NKCC2. Таким образом, наши данные демонстрируют наличие ManIA-опосредованного пути ERAD в почечных клетках, способствующего удержанию и деградации неправильно свернутых белков NKCC2. Они предлагают модель, согласно которой Golgi ManIA вносит вклад в ERAD NKCC2, способствуя удержанию, рециркуляции и ERAD неправильно свернутых белков, которые изначально избегают наблюдения за контролем качества белков в ER.
Ключевые слова
почка; НКСС2; контроль качества белка; ЭРАД; Гольджи; альфа1,2-маннозидаза IA; мембрана; торговля людьми; синдром Бартера; гипертония
Нажмите здесь, чтобы узнать о преимуществах Cistanche
Введение
Баланс натрия и его регуляция почками путем регулирования внеклеточного объема является ключевым фактором, определяющим долгосрочный контроль артериального давления (АД), о чем свидетельствуют редкие моногенные синдромы, влияющие на почечный обмен соли и значительно изменяющие АД [1, 2]. Действительно, хотя несколько факторов способствуют патогенезу и поддержанию повышения артериального давления, считается, что почечные механизмы играют основную роль, как первоначально предполагал Гайтон [1]. Толстая восходящая часть петли Генле (TAL) почки отвечает за реабсорбцию 20–30% отфильтрованной нагрузки NaCl [3–5]. На молекулярном уровне реабсорбция TAL Na-Cl опосредуется люминальным котранспортером Na-K-2Cl NKCC2 [5]. Как следствие, транспортная функция NKCC2 оказывает значительное влияние на конечную экскрецию соли с мочой, впоследствии влияя на долгосрочный баланс натрия в крови [3,5]. Соответственно, унаследованные вариации котранспортера и/или его регуляторов влияют на АД у человека [3,6–8]. Действительно, инактивация NKCC2 вызывает синдром Барттера I типа (BS1), опасное для жизни заболевание почек, характеризующееся низким АД наряду с нарушениями электролитного баланса [9], тогда как повышенная активность котранспортера связана с высоким АД [2, 10–10]. 13]. Более того, в нескольких животных моделях солечувствительной гипертензии [14,15] экспрессия белка NKCC2 повышена и способствует развитию гипертонии. Помимо своей роли в гомеостазе BP, активность NKCC2 также важна для регуляции водного баланса [5,16]. В поддержку этого представления инактивация NKCC2 у пациентов с BS1 и BS5 вызывает развитие тяжелой полиурии [7,8,17]. Кроме того, нарушение концентрационной способности мочи стареющих почек объясняется, по крайней мере частично, снижением уровня белка NKCC2 [18,19]. Стоит подчеркнуть, что во всех животных моделях гипертонии и старения NKCC2, по-видимому, регулируется в основном посттрансляционными механизмами [5,16,19], что подчеркивает необходимость изучения факторов, регулирующих биогенез и транспортировку NKCC2. Несмотря на это, наши знания о молекулярных механизмах, лежащих в основе внутриклеточного транспорта дикого типа и мутантных белков NKCC2 в клетках млекопитающих, в частности, о его регуляции с помощью белок-белковых взаимодействий, оставались очень низкими. Кроме того, подавляющее большинство предыдущих сообщений было сосредоточено в основном на пост-Гольджи-регуляции котранспортера, в частности, путем фосфорилирования [20-22], и поэтому сегодня очень мало известно о регуляции транспортеров в ЭР и пре-Гольджи. уровень.
Для правильной работы NKCC2 должен быть правильно нацелен на апикальную клеточную поверхность и экспрессироваться в достаточной степени, чтобы клетки TAL могли соответствующим образом адаптироваться к физиологическим или патологическим проблемам [3,23]. Подобно всем трансмембранным белкам, подготовка к переносу NKCC2 на клеточную мембрану начинается, когда белок-котранспортер синтезируется в эндоплазматическом ретикулуме (ER) и продолжается, когда белок проходит через сеть Гольджи [24,25]. Сходным образом, подобно практически всем белкам, предназначенным для плазматической мембраны, белки NKCC2, транслоцированные в эндоплазматический ретикулум (ER), подвергаются контролю качества, так что только свернутые белки перемещаются по секреторному пути [26,27]. Контроль фолдинга белка в ER часто связан с N-гликозилированием, посттрансляционной модификацией, инициируемой ковалентной связью специфического олигосахарида (Glc3Man9GlcNAc2) с формирующимся белком [28,29]. После переноса этого олигосахарида по секреторному пути следует несколько последовательных стадий созревания белка [28,30]. После удаления трех остатков глюкозы и начала обрезки маннозы в ЭР в рамках процесса контроля качества правильно свернутые белки переносят в аппарат Гольджи для созревания [26,28]. Затем N-гликаны с высоким содержанием маннозы дополнительно обрезаются специфическими маннозидазами, такими как Гольджи 1,2-маннозидазы в цис-Гольджи [31,32]. Добавление сахаров GlcNAc, галактозы, сиаловой кислоты и фукозы приводит к образованию гибридных и сложных N-гликанов в медиальном и транс-Гольджи компартментах [33,34]. Впоследствии зрелые N-гликозилированные белки направляются к месту их конечного назначения. Когда процесс фолдинга терпит неудачу, концевые остатки маннозы из сердцевинной гликановой структуры постепенно обрезаются, а дефектные белки перемещаются через мембрану для цитозольной протеасомной деградации с помощью механизмов, известных как ERAD (эндоплазматический ретикулум-ассоциированная деградация [26,35]). Остальные аберрантные белки, которые могут образовывать агрегаты или не могут быть обнаружены шаперонами ERAD, доставляются в лизосомы для очистки посредством путей, которые в совокупности называются ER-page [36,37]. Тем не менее, некоторые белки с неправильной укладкой все еще могут избежать ER и продвигаться к Golgi, где они подвергаются контролю качества Golgi (GQC) и нацеливаются на лизосомы или протеасомы для деградации [38]. Как дикий тип, так и мутантные варианты трансмембранных белков подвержены контролю качества и деградации ER. Белок хлоридного канала CFTR (муковисцидозный трансмембранный регулятор проводимости), характеризуемый как первый интегральный мембранный субстрат ERAD млекопитающих, является лучшим примером [39,40]. В нормальных условиях до 70 процентов CFTR дикого типа расщепляется с помощью ERAD [39,40]. Еще более впечатляюще то, что делеция фенилаланина 508 (∆F508), мутации CFTR, ответственной за муковисцидоз, снижает эффективность фолдинга, что приводит к деградации почти 99% мутантного CFTR до того, как он достигнет плазматической мембраны [39,40]. Подобно CFTR и некоторым другим трансмембранным белкам, таким как HERG [41], ROMK [42] и NCC [43], мы ранее показали, что большинство вновь синтезированных белков NKCC2 были захвачены в ER и предназначены для деградации. который включает в основном протеасомный путь [44–46]. ERAD начинается с обнаружения неправильно свернутого белка молекулярными шаперонами [47]. Тип шаперонов, участвующих в этом процессе, принципиально зависит от положения складчатого повреждения субстрата, которое может возникать либо в просвете ER, либо в мембране ER, либо в цитоплазме [27,47]. Следовательно, были предложены три различных пути ERAD: ERAD-L (ERAD субстратов с неправильно свернутыми поражениями в просвете ER), ERAD-M (мембрана) и ERAD-C (цитоплазма) [27,47,48]. Напр., ERAD зарождающегося CFTR включает как цитоплазматические, так и люминальные шапероны ER [49]. Сходным образом, NCC, другой трансмембранный белок, задействует несколько цитоплазматических шаперонов для своего ERAD [43,50]. Подобно родственному почечно-специфичному электронейтральному NCC, NKCC2 обладает 12 трансмембранными областями, двумя большими цитоплазматическими доменами и большой экспонированной ER экзофациальной петлей [5]. Поскольку NKCC2 содержит домены в ER и цитоплазме, возможно взаимодействие котранспортера с молекулярными шаперонами ER на любой или обеих сторонах мембраны ER. Более того, учитывая, что С-концевой домен NKCC2 является преобладающей цитоплазматической областью [5], он, вероятно, является основным местом белок-белковых взаимодействий и, следовательно, играет первостепенную роль в биогенезе и транспортировке котранспортера. В соответствии с этим представлением мы ранее идентифицировали несколько партнеров по связыванию С-конца NKCC2 [46,51–53]. Среди них мы показали, что альдолаза B и SCAMP2 связываются с С-концом NKCC2 на уровне пост-Гольджи и регулируют внутриклеточное перераспределение котранспортера [51,52]. Совсем недавно мы предоставили доказательства того, что STCH, Hsp70 и белок-лектин OS9 взаимодействуют с незрелой формой NKCC2 в основном на ER, чтобы регулировать его ER-ассоциированную деградацию [46,53]. В этом отчете мы описываем новое белок-белковое взаимодействие между С-концевым хвостом NKCC2 и Golgi 1,2-маннозидазой IA (Golgi ManIA, также называемой Man{99}}маннозидазой), вездесущим белком, который принадлежит к семейству -1,2 маннозидаз класса I, которое включает ER-маннозидазу I (MAN1B1) и две другие Гольджи 1,2-маннозидазы, Гольджи-маннозидазу IB [MAN1A2] и Гольджи-маннозидазу ИС [MAN1C1] [31,54–56]. Интересно, что появляется все больше данных, указывающих на то, что -1,2-маннозидазы не только участвуют в фолдинге и созревании белков, но также играют ключевую роль в деградации неправильно свернутых белков [57–60]. Здесь мы показываем, что ManIA взаимодействует с незрелой формой NKCC2, главным образом, в цис-сети Гольджи и способствует ее деградации протеасомным путем, тем самым обнаруживая дополнительную контрольную точку в наблюдении и удалении неправильно свернутых белков NKCC2. Следовательно, эти результаты могут открыть новые возможности в изучении контроля качества ER и Golgi белков NKCC2, чтобы помочь в разработке новых стратегий для предотвращения и/или лечения заболеваний почек, связанных с аберрантным переносом и экспрессией NKCC2.
Цистанхе добавка
Материалы и методы
1. Дрожжевой двухгибридный анализ
Дрожжевой двухгибридный (Y2H) скрининг проводили, как подробно описано ранее [51], используя в качестве приманки проксимальную область С-конца NKCC2 (остатки 661–1095). Вкратце, AH109, экспрессирующий приманку, скрещивали со штаммом дрожжей Y187, трансформированным библиотекой кДНК почки человека. Для отбора положительных клонов, кодирующих предполагаемые взаимодействующие белки, спаренные дрожжевые клетки сначала выращивали на чашках для селекции с низкой строгостью (-Leu, -Trp, -His), а затем на чашках для селекции с высокой строгостью (-Leu, -Trp, -His, - Аде). Отобранные колонии также тестировали на активность -галактозидазы, и ДНК из положительных клонов выделяли из клеток дрожжей с использованием набора для выделения дрожжевой плазмиды RPM (BIO 101 Systems). После спасения плазмид-жертв путем трансформации в бактерии DH5 (Invitrogen) и выделения с использованием набора Qiagen плазмиды кДНК секвенировали и оценивали с помощью программы BLAST.
2. Плазмидное строительство и сайт-направленный мутагенез
Генерация Myc-NKCC2 дикого типа, негликозилированного Myc-NKCC2 ((N442Q/N452Q) и EGFP-NKCC2 дикого типа была описана ранее [45,46,51]. Кодирующая последовательность ManIA мыши была субклонирована в вектор экспрессии pcDNA3.1/V5 млекопитающих. (Invitrogen, Париж, Франция) для создания конструкции WT ManIA-V5.Плазмиду, содержащую ManIA, лишенную С-концевого хвоста (ManIA-∆Cter), получали путем амплификации экспрессионной конструкции WT MAnIAV5 с использованием прямого праймера 50 CCGGAGCGATGAAGTTCGTGCTGCTGC 30 и обратного праймера. 50 TTTCTCTTTGCCATCAATTTC 30. Конструкция, содержащая ManIA, лишенная N-концевой области (ManIA-∆Nter), была получена также из плазмиды WT MAnIA-V5 методом сайт-направленного мутагенеза QuikChange (Stratagene, Les Ulis, France) с использованием прямого праймера 50 GAGGGCAAAGATCAAAGAGTAGATGACCCATGCTTGGAAT 3 0 и обратный праймер 50 ATTCCAAGCATGGGTCATCTACTCTTTGATCTTTGCCCTC 30. Все мутации и укорочения были подтверждены секвенированием.
3. Культура клеток
Клетки почек опоссума (клетки OKP) поддерживали в среде DMEM (Gibco 42430) с добавлением 10-процентной фетальной бычьей сыворотки (Eurobio, Les Ulis, France), пенициллина (100 ЕД/мл) и стрептомицина (100 ЕД/мл) при 37°С. C во влажной атмосфере, содержащей 5 процентов CO2. Клетки эмбриональной почки человека (HEK) 293 выращивали в среде DMEM, дополненной 10% эмбриональной бычьей сыворотки и 1% пенициллином/стрептомицином. Для трансфекции плазмидной ДНК клетки выращивали до 60–70% слияния, а затем временно трансфицировали в течение 5 ч с использованием набора Lipofectamine plus в соответствии с инструкциями производителя (Invitrogen, Париж, Франция). Для экспериментов по деградации белка клетки обрабатывали MG132 (2 мкМ) или хлорохином (100 мкМ) за 6 часов до лизиса клеток, как описано ранее [53,61]. Кифунензин (Sigma k1140, Saint-Quentin-Fallavier, Франция) использовали в концентрации 25 мкМ за 6 ч до лизиса клеток.
4. Подготовка белков, иммуноблотинг и иммунопреципитация
После трансфекции клетки промывали холодным PBS перед растворением в лизирующем буфере, содержащем 120 мМ Tris/Hepes, pH 7,4; 150 мМ NaCl, 5 мМ ЭДТА, 3 мМ KCl; 1% (об./об.) Triton X-100 и ингибиторы протеазы (Complete Roche 1697498, Meylan, France). Затем образцы собирали и центрифугировали при 16 {{10}} об/мин в течение 15 минут при 4 ◦C. Для иммунопреципитации клетки солюбилизировали лизирующим буфером, содержащим 0,4 М NaCl; 1,5 мМ MgCl2; 10 мМ Hepes, pH 7,9; 5 процентов (об./об.) глицерина; 0,5% (об./об.) Nonidet P-40) и ингибиторы протеазы (Complete, Roche Diagnostics). Иммунопреципитацию проводили с использованием антител против V5 (Invitrogen) или против ManIA (Sigma) и аффинной очистки с использованием гранул с белком G-агарозой (Dynabeads, Invitrogen, Париж, Франция). После инкубации с гранулами белка G-агарозы в течение 1 ч при комнатной температуре иммунокомплекс отмывали в PBS (Invitrogen). Образцы белка затем кипятили в загрузочном буфере, обрабатывали градиентом 7,5%, или 10%, или 15% SDS-полиакриламидных гелей и исследовали с интересующими первичными антителами и вторичными антителами, конъюгированными с пероксидазой хрена. Белки визуализировали с помощью обнаружения усиленной хемилюминесценции (Thermo Fisher Scientific, Les Ulis, France) в соответствии с инструкциями производителя.
5. Иммуноцитохимия
Через 24–48 ч после трансфекции конфлюэнтные клетки промывали PBS plus plus (pH 8, 1 мМ MgCl2 и 0,1 мМ CaCl2). Затем клетки фиксировали 2-процентным раствором параформальдегида в PBS в течение 20 минут при комнатной температуре, затем инкубировали с 50 мМ NH4Cl и пермеабилизировали 0,1-процентным раствором Triton X-100 в течение 1 минуты. Для блокирования связывания специфического антитела клетки инкубировали с DAKO (разбавитель антител с фоноснижающими компонентами) в течение 30 мин. Фиксированные клетки инкубировали в течение 1 ч при комнатной температуре с интересующим первичным антителом. В этом исследовании использовались следующие первичные антитела: мышиные анти-V5 (Invitrogen, Париж, Франция), мышиные анти-Myc (Takara, Clontech, Сен-Жермен-ан-Ле, Франция), крысиные анти-V5 (Abcam, Париж, Франция), кроличьи анти-Calnexin (Abcam), кроличьи анти-Giantin (Abcam), кроличьи анти-GM130 (Abcam), кроличьи анти-ManIA (Abcam). Используются следующие вторичные антитела: козьи анти-кроличьи Alexa Fluor 555 (Invitrogen), козий антикроличий Alexa Fluor 488 (Invitrogen), козий антикроличий FITC (DakoCytomation, Trappes, Франция), козий антимышиный Texas red (Invitrogen), козий антикрысиный Alexa Fluor 555 (Invitrogen), козий антимышиный Alexa Fluor 488 (Invitrogen), конъюгированный Alexa Texas Red против мыши (Jackson ImmunoResearch, Эли, Великобритания), куриный антимышиный Alexa Fluor 647 (Invitrogen). После инкубации с представляющими интерес первичными и вторичными антителами клетки промывали PBS и помещали в Vectashield.
Херба Цистанхе
6. Анализы циклогексимида-Чейза
Для мониторинга стабильности и созревания NKCC2 циклогексимид добавляли в концентрации 100 мкМ к клеткам OKP или HEK через 14–16 ч после трансфекции плазмидами NKCC2. Для контрольного периода клеточные лизаты собирали через 0, 1, 2 и 4 ч после обработки циклогексимидом и анализировали с помощью иммуноблоттинга.
7. Нокдаун миРНК
siРНК ManIA были приобретены у Dharmacon в виде пулов ON-TARGET plus SMART (L-012174-00-0005). Клетки HEK сначала трансфицировали контрольными или специфическими миРНК ManIA с помощью Lipofectamine RNAiMAX (Invitrogen) с использованием спецификаций производителя, как это было выполнено ранее [46,53]. Через сутки после трансфекции миРНК клетки трансфицировали плазмидами NKCC2. Через 24–48 ч клеточные лизаты анализировали на каждый белок с использованием указанных антител.
8. Статистический анализ
Данные выражены как среднее значение ± стандартная ошибка. Различия между средними оценивались с использованием парных или непарных t-тестов или ANOVA, в зависимости от ситуации. p < 0.05 считалось статистически значимым.
Обсуждение
Это исследование было проведено, чтобы получить представление о молекулярных механизмах, лежащих в основе регуляции деградации, связанной с ER, во время биогенеза NKCC2. Используя двухгибридный анализ дрожжей и ко-иммунопреципитацию, мы идентифицировали GolgiMannosidase IA как нового партнера по связыванию NKCC2. Ассоциация затрагивает только незрелую и гликозилированную форму котранспортера с высоким содержанием маннозы и происходит в основном в цис-сети Гольджи. Мы обнаружили, что нокдаун ManIA увеличивает содержание белка NKCC2, тогда как его сверхэкспрессия имеет противоположный эффект. Коэкспрессия ManIA нарушала созревание NKCC2, способствуя его удержанию, рециркуляции в ER и деградации через протеасомный путь. Важно отметить, что фолдинговые мутанты NKCC2 более склонны к ManIA-опосредованному пути ERAD. Эти результаты могут помочь лучше понять, как аномалии в переносе белка NKCC2 приводят к синдрому Барттера, который необходим для выяснения патофизиологии BS1 и улучшения доступных методов лечения.
В настоящее время четко установлено, что тримминг маннозы 1,2-маннозидазами класса I участвует в стадии узнавания ERAD гликопротеинов, поскольку этот процесс значительно снижается их ингибиторами 1-деоксиманноджиримицином и кифунензином [67, 70–73]. Первоначально считалось, основываясь на исследованиях, проведенных в основном на дрожжах, что эти соединения препятствуют ERAD, ингибируя ER 1,2-маннозидазу I, которая в первую очередь отщепляет маннозу от средней ветви B Man9 с образованием Man8, сигнального гликана. предложили инициировать ERAD [70,74]. Однако в клетках млекопитающих эта гипотеза не обязательно верна, учитывая, что и кифунензин, и 1-деоксиманноджиримицин также ингибируют 1,2-маннозидазы Гольджи. Кроме того, в клетках млекопитающих появляется все больше данных, демонстрирующих, что дальнейшее удаление трех-четырех 1,2-связанных остатков маннозы с образованием Man6GlcNAc2 (M6) или Man5GlcNAc2 (M5) также способствует запуску деградации неправильно свернутых гликопротеинов. 32,75–77]. Однако было неясно, какие 1,2-маннозидазы ответственны за эту дополнительную обрезку. Одним из кандидатов является сама ER a 1,2-mannosidase I, так как ее сверхэкспрессия приводит к усилению обрезки маннозы и ускорению ERAD [78-80]. Другими возможными кандидатами могут быть белки, усиливающие деградацию ER -mannosidase-like (EDEM), поскольку сообщалось, что и EDEM1, и EDEM3 стимулируют обрезку маннозы и ускоряют гликопротеин ERAD при сверхэкспрессии в клетках [81,82]. Другим возможным кандидатом может быть маннозидаза Гольджи IA, которая обрезает Man9 до Man6 и Man5 [31,54]. Было показано, что этот фермент и две другие 1,2-маннозидазы Гольджи (IB и IC) усиливают деградацию и обрезку маннозы субстрата ERAD-L, NHK 1-антитрипсина, при сверхэкспрессии в культивируемых клетках [57]. В настоящем исследовании мы показали доказательства специфического взаимодействия ManIA с NKCC2, трансмембранным белком почек. Важно отметить, что мы продемонстрировали, что ассоциация ManIA in vivo затрагивает только незрелую форму котранспортера. Самое главное, мы предоставили доказательства того, что связывание ManIA участвует в удержании и связанной с ER деградации NKCC2.
Цистанхе капсулы
Ранее мы представили доказательства того, что ERAD и экспорт из ER представляют собой важный регулятор созревания NKCC2 и экспрессии на клеточной поверхности [8,44-46]. Действительно, мы продемонстрировали, что большинство вновь синтезированных белков NKCC2 нацелены на ER-ассоциированную деградацию с участием протеасомных и лизосомных путей [8,44–46,53]. Более того, мы показали, что STCH и белок лектин OS9 участвуют в этих процессах, взаимодействуя с незрелой формой NKCC2 преимущественно в ER [46,53]. Подобно OS9 и STCH, участие ManIA в ERAD котранспортера было впервые предложено в текущем исследовании с помощью анализов ко-иммунопреципитации, показывающих, что ассоциация белков включает только незрелую форму NKCC2. Следует отметить, что удаление цитоплазматического хвоста ManIA уменьшало, но не полностью ингибировало его взаимодействие с NKCC2, тем самым открывая возможность взаимодействия котранспортера с другими областями белка ManIA. Кроме того, несмотря на взаимодействие ManIA только с коровой гликозилированной и незрелой формой NKCC2, наши иммуноцитохимические исследования показали, что ManIA не колокализуется с NKCC2 в ER. В связи с этим стоит отметить, что ManIA, как сообщается, находится либо в аппарате Гольджи, либо в ER [31,83–85]. В другом независимом исследовании сообщалось, что маннозидаза IA также может находиться в везикулах контроля качества [58]. Следовательно, поскольку клеточное распределение ManIA может зависеть от типа клеток, мы провели наше исследование на двух разных линиях почечных клеток, клетках OKP и HEK. Исследования локализации, проведенные в этих клетках, ясно показали, что ManIA экспрессируется в аппарате Гольджи в обеих клеточных линиях, и выявили, что сайтом взаимодействия с котранспортером является цис-сеть Гольджи. Следует отметить, что, учитывая, что N-гликан гликопротеинов на входе в аппарат Гольджи все еще относится к типу с высоким содержанием маннозы, можно предположить, что взаимодействие NKCC2 с ManIA действительно может происходить в цис-сети Гольджи. Используя подходы siRNA и сверхэкспрессии, мы показали, что ManIA взаимодействует с незрелым NKCC2, способствуя его деградации, связанной с ER. Важно отметить, что эффект ManIA на зрелую форму NKCC2 предотвращался, когда удалялся цитоплазматический хвост ManIA. Еще более впечатляющим является то, что эффект ManIA как на незрелые, так и на зрелые формы NKCC2 был полностью аннулирован, когда фермент был лишен своего каталитического домена. Более того, регуляция NKCC2 с помощью ManIA также предотвращалась в присутствии протеасомного ингибитора MG132, но не хлорохина, ингибитора лизосомной функции, что указывает на то, что ManIA нацеливает незрелую форму котранспортера на протеасомозависимый путь ERAD. Чтобы еще больше подтвердить роль ManIA в ERAD NKCC2, мы также проверили эффект ингибитора маннозы-тримминга кифунензина. Интересно, что лечение кифунензином ингибировало действие ManIA на NKCC2, что указывает на то, что обрезка маннозы является важным процессом в ManIA-опосредованной ER-ассоциированной деградации NKCC2. Однако эффект ManIA не был полностью предотвращен кифунензином, что означает, что, по крайней мере частично, действие ManIA на котранспортер не полностью зависит от N-гликанов. В поддержку этого представления, мутации сайтов гликозилирования NKCC2 не полностью ингибировали действие ManIA на котранспортер, подтверждая, таким образом, что, по крайней мере, в наших экспериментальных условиях часть эффекта ManIA может быть независимой от N-гликанов. В поддержку этого мнения Рон и соавт. предоставили доказательства того, что в условиях стресса ER повышенная экспрессия EDEM1, другого белка альфа-маннозидазы, обходит событие обрезки маннозы и доставляет гликопротеин непосредственно на поздние стадии ERAD [86]. Действительно, они ясно показали, что при сверхэкспрессии EDEM1 деградация гликопротеина H2a не блокируется кифунензином [86]. Это представляет особый интерес, поскольку в наших экспериментальных условиях гетерологичная гиперэкспрессия секреторных и мембранных белков (NKCC2) вызывает ER-стресс [87–89], что может объяснить, по крайней мере частично, сохранение эффекта ManIA независимо от маннозного тримминга. , на котранспортере в этих условиях. Стоит отметить, что остаточный эффект ManIA на негликозилированный белок NKCC2 был полностью заблокирован MG132, что еще раз подтверждает мнение о том, что ManIA способствует ERAD NKCC2 протеасомозависимым путем.
Накопление неправильно свернутых и склонных к агрегации полипептидов вредно для здоровья клеток [90–92]. Большее число (более 70) заболеваний человека возникает в результате дефектов укладки секреторных и мембранных белков [91,92]. Для предотвращения неправильной укладки белка и поддержания гомеостаза белка в секреторном пути эукариотические клетки обладают множественными механизмами контроля качества (QC) [26]. Они включают контроль качества ER (ERQC) через путь деградации, связанной с эндоплазматическим ретикулумом (ERAD) [36,48] и ER-page [93], контроль качества Гольджи (QCG) [38] и контроль качества плазматической мембраны (PM) [94]. ]. Следовательно, белки с неправильной укладкой, в частности трансмембранные белки со сложной топологией, такие как NKCC2, строго проверяются последовательными контрольными точками контроля качества, прежде чем они достигнут своего конечного пункта назначения [26,94]. Более того, пути QC могут кооперироваться, чтобы эффективно противодействовать неправильной укладке одного белка. Напр., хотя большинство трансмембранных белков с неправильной укладкой расщепляются с помощью ERAD, некоторые аберрантные белки, в частности, в условиях стресса ER, могут ускользнуть от надзора за ER и упаковаться в везикулы COPII для антероградного переноса в Golgi [95-97]. Доказательства, полученные в нескольких исследованиях, подтверждают идею о том, что аппарат Гольджи служит контрольной точкой контроля качества [26,38]. Действительно, неправильно свернутые или несобранные белки, которые избегают ERAD и ER-page, выходят из ER и становятся субстратами GQC, которые направляются в вакуоли. лизосомы для деградации [26,38]. В связи с этим очень маловероятно, что путь GQC, нацеленный на лизосомы/вакуоли, является механизмом, лежащим в основе индуцированного ManIA подавления NKCC2, учитывая, что ингибитор лизосом хлорохин не предотвращал влияние ManIA на котранспортер. Другая возможность заключается в том, что некоторые белки с неправильной укладкой, попадающие в аппарат Гольджи, могут стать мишенями для протеасомной деградации после доставки обратно в ER. Точнее, GQC захватывает ускользнувшие субстраты, скорее всего, в цис-Гольджи, и возвращает их обратно в ER для ERAD с помощью протеасомы. Это представляет большой интерес, потому что мы продемонстрировали, что ManIA колокализуется с NKCC2 в основном в цис-сети Гольджи. Более того, в отличие от хлорохина, ингибитор протеасом MG132 отменял действие ManIA на NKCC2, что убедительно свидетельствует о том, что GQC, нацеленный на протеасомы, скорее всего, является основным путем, управляющим регуляцией NKCC2 с помощью ManIA. Следует отметить, что совсем недавнее исследование на дрожжах показало, что некоторые белки с неправильной укладкой, входящие в Golgi, могут быть нацелены непосредственно на протеасомную деградацию без возвращения обратно в ER, механизм, называемый EGAD [98]. Однако, хотя нельзя исключить этот дополнительный механизм, мы ясно показали, что при коэкспрессии ManIA NKCC2 в значительной степени сохраняется в ER. Следовательно, наши данные убедительно свидетельствуют о том, что ManIA способствует удержанию, рециркуляции и зависимому от протеасом ERAD неправильно свернутых белков NKCC2, которые изначально избегают контроля качества ER.
Цистанхе трубчатая
Исчерпывающее исследование механизмов, лежащих в основе механизма ERAD, дало несколько новых сведений о том, как ERAD способствует здоровью человека как в нормальных, так и в болезненных состояниях [48,92]. Важность контроля качества ER в целом и феномена ERAD в частности упоминается при большом количестве патологий человека, называемых конформационными заболеваниями [48,92]. Что касается NKCC2, мы ранее задокументировали, что синдром Барттера 1 типа входит в число заболеваний, связанных с путем ERAD [61]. Действительно, хотя отдельные клеточные пути могут объяснить потерю функции NKCC2 при заболевании BS1, наши данные показали, что деградация белка, связанная с ER, является наиболее распространенным механизмом, лежащим в основе BS1 [61]. Соответственно, идентификация белков, которые специфически связываются с незрелыми формами WT NKCC2 и его складчатыми мутантами, важна для расшифровки молекулярных механизмов, лежащих в основе регуляции их ERAD. В настоящем исследовании мы представили доказательства того, что помимо WT NKCC2, ManIA взаимодействует с незрелой формой мутантов NKCC2 A508T и Y998X. Более того, мы продемонстрировали, что коэкспрессия ManIA оказывает более глубокое влияние на укладочный мутант NKCC2 A508T по сравнению с NKCC2 дикого типа, что убедительно свидетельствует о том, что ManIA может играть важную роль в ERAD мутантов NKCC2 во время BS1. Это представляет особый интерес, поскольку ранее мы сообщали, что A508T и Y998X сохраняются в ER [45,61]. Учитывая, что наши эксперименты по иммунолокализации показали, что, независимо от системы экспрессии, ManIA экспрессируется в цис-сети Гольджи, взаимодействие фермента с этими двумя мутантами NKCC2 убедительно свидетельствует о том, что, хотя большинство A508T и Y998X в значительной степени захвачены в ER, существует значительный перенос этих двух мутантов из ER в цис-Гольджи, где они могут быть захвачены ManIA для доставки обратно в ER. В связи с этим Hosokawa et al. показали также, что, хотя большинство трансфицированных белков NHK сохраняются в ER, некоторые из них избегают контроля качества ER и достигают цис-Гольджи, где они обрезаются с помощью Golgi a 1,2-маннозидаз, чтобы стать мишенью для ERAD. 57]. Кроме того, несколько недавних исследований показали, что ERManI, функция которого изначально предполагалась в ER, также была локализована в комплексе Гольджи в клетках млекопитающих, где он вносит свой вклад в контрольную точку контроля качества на основе Гольджи, которая облегчает извлечение захваченных субстратов ERAD обратно. в ER [59,60,99]. Следует отметить, что, как и NKCC2, ManIA является трансмембранным белком, он также может временно взаимодействовать с котранспортером в ER, позволяя, следовательно, ферменту участвовать в генерации сигнала, который нацеливается на неправильно свернутые белки NKCC2 для ERAD либо во время их прохождения через ER. или на пути к Гольджи.
Таким образом, мы обнаружили, что Golgi ManIA взаимодействует с незрелой формой NKCC2 в цис-Гольджи, способствуя сохранению ER и ускоряя его ERAD по протеасомному пути. Насколько нам известно, это первое исследование, описывающее важную роль механизма контроля качества Гольджи в биогенезе NKCC2. Более того, это также первое сообщение, свидетельствующее о том, что, помимо люминальных белков, ManIA может также участвовать в ERAD трансмембранных белков. Наши данные убедительно свидетельствуют о том, что ManIA маневрирует в пределах контрольной точки контроля качества, локализованной в цис-Гольджи, чтобы служить резервной системой для наблюдения ERAD в ER, обеспечивая, таким образом, мощную дополнительную сеть для адекватного удаления нежелательных неправильно свернутых белков NKCC2, защищая, таким образом, клетки от протеотоксичности, вызванной образованием белковых агрегатов, в частности при болезни Барттера. Несомненно, ManIA не может работать изолированно, опосредуя ERAD котранспортера. Соответственно, можно правдоподобно постулировать, что ManIA работает совместно, последовательно или одновременно, с др. NKCC2-связывающими белками и компонентами ERAD, такими как OS9 [46] и STCH [53], опосредуя контроль качества ER котранспортера. В связи с этим мы предлагаем модель, согласно которой в условиях стресса ER: (1) OS9 участвует в удержании неправильно свернутых белков NKCC2 в ER и его ERAD протеасомой. (2) STCH играет решающую роль в ERAD NKCC2 по протеасомному и лизосомному путям. (3) Golgi ManIA способствует ERAD NKCC2, захватывая неправильно свернутые белки NKCC2, которые избежали контроля качества ER, и доставляя их обратно в ER. Необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы раскрыть точный механизм этой модели. Тщательная характеристика и идентификация специфического молекулярного состава контролей качества ER и Golgi NKCC2 и его болезнетворных мутантов может стать основой для определения новых терапевтических стратегий, направленных на транспорт котранспортеров из сетей ER и Golgi на клеточную поверхность.
Рекомендации
1. Гайтон, А.С. Регулирование артериального давления – особая роль почек и биологических жидкостей. Наука 1991, 252, 1813–1816. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
2. Лифтон, Р.П.; Гарави, АГ; Геллер Д.С. Молекулярные механизмы гипертонической болезни человека. Ячейка 2001, 104, 545–556. [Перекрестная ссылка]
3. Кастроп, Х.; Schiessl, IM Физиология и патофизиология почечного котранспортера Na-K-2Cl (NKCC2). Являюсь. Дж. Физиол. Рен. Физиол. 2014, 307, F991–F1002. [Перекрестная ссылка]
4. Грегер Р.; Веласкес, Х. Корковая толстая восходящая конечность и ранний дистальный извитой каналец в механизме концентрации мочи. почки инт. 1987, 31, 590–596. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
5. Гамба Г. Молекулярная физиология и патофизиология электронейтральных катион-хлоридных котранспортеров. Физиол. 2005 г., 85, 423–493. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
6. Арес, Г.Р.; Касерес, PS; Ортис, П.А. Молекулярная регуляция NKCC2 в толстой восходящей конечности. Являюсь. Дж. Физиол. Рен. Физиол. 2011, 301, F1143–F1159. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
7. Комхофф М.; Лагмани, К. Патофизиология антенатального синдрома Барттера. Курс. мнение Нефрол. гипертензии. 2017, 26, 419–425. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
8. Лагмани, К.; Бек, ББ; Ян, СС; Сиайфан, Э.; Венцель, А .; Ройш, Б.; Вицтум, Х .; Прим, Д.; Демарец, С.; Бергманн, К.; и другие. Многоводие, транзиторный антенатальный синдром Барттера и мутации MAGED2. Н. англ. Дж. Мед. 2016, 374, 1853–1863. [Перекрестная ссылка]
9. Саймон, Д.Б.; Лифтон, Р.П. Молекулярная основа наследственного гипокалиемического алкалоза: синдромы Барттера и Гительмана. Являюсь. Дж. Физиол. 1996, 271, F961–F966. [Перекрестная ссылка]
10. Авив А.; Холленберг, Северная Каролина; Ведер, А. Экскреция калия с мочой и чувствительность к натрию у чернокожих. Гипертензия 2004, 43, 707–713. [Перекрестная ссылка]
11. Хорн, Э.Дж.; Уолш, СБ; Маккормик, Дж. А.; Фюрстенберг, А .; Ян, CL; Решель, Т .; Пальеж, А .; Хоуи, Эй Джей; Конли, Дж.; Бахманн, С.; и другие. Ингибитор кальциневрина такролимус активирует почечный котранспортер хлорида натрия, вызывая артериальную гипертензию. Нац. Мед. 2011, 17, 1304–1309. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
12. Борщевский, А.; Химмеркус, Н .; Болдт, К.; Бланкенштейн, К.И.; Маккормик, Дж. А.; Лазель, Р.; Уиллноу, TE; Янковский, В.; Плейн, А .; Блайх, М.; и другие. Кальциневрин и рецептор, связанный с сортировкой, с повторами A-типа взаимодействуют, чтобы регулировать почечный котранспортер Na(plus)-K(plus)-2Cl(-). Варенье. соц. Нефрол. 2016, 27, 107–119. [Перекрестная ссылка]
13. Труду М.; Джанас, С .; Ланзани, К.; Дебэ, Х .; Шеффер, К.; Икехата, М .; Читтерио, Л.; Демарец, С.; Тревизани, Ф.; Ристаньо, Г.; и другие. Распространенные некодирующие варианты гена UMOD вызывают солечувствительную гипертензию и повреждение почек за счет увеличения экспрессии уромодулина. Нац. Мед. 2013, 19, 1655–1660. [Перекрестная ссылка]
14. Альварес-Герра, М.; Гарай, Р.П. Почечный котранспортер Na-K-Cl NKCC2 у крыс Даля, чувствительных к соли. Дж. Гипертензии. 2002, 20, 721–727. [Перекрестная ссылка]
15. Капассо, Г.; Риццо, М .; Евангелиста, К.; Феррари, П.; Гелен, Г.; Ланг, Ф .; Бьянки, Г. Измененная экспрессия транспортеров Na plus в почечной апикальной плазматической мембране на ранней стадии генетической гипертензии. Являюсь. Дж. Физиол. Рен. Физиол. 2005, 288, F1173–F1182. [Перекрестная ссылка]
16. Фентон, Р.А.; Кнеппер М.А. Мышиные модели и механизм концентрации мочи в новом тысячелетии. Физиол. 2007, 87, 1083–1112. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
17. Комхофф М.; Лагмани, К. MAGED2: Новая форма антенатального синдрома Барттера. Курс. мнение Нефрол. гипертензии. 2018, 27, 323–328. [Перекрестная ссылка]
18. Сэндс, Дж. М. Концентрация и разведение мочи в стареющих почках. Семин. Нефрол. 2009, 29, 579–586. [Перекрестная ссылка]
19. Тиан Ю.; Риази, С.; Хан, О .; Кляйн, JD; Сугимура, Ю.; Вербалис, JG; Ecelbarger, CA Содержание почечной субъединицы ENaC, Na-K-2Cl и котранспортеров Na-Cl у старых крыс F344 x Brown Norway с ограниченным потреблением воды. почки инт. 2006, 69, 304–312. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
20. Шиссль, И.М.; Кастроп, Х. Регуляция сплайсинга и фосфорилирования NKCC2. Курс. мнение Нефрол. гипертензии. 2015, 24, 457–462. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
21. Дэвис, М.; Фрейзер, ЮАР; Галич, С .; Чой, ЮЗ; Катерелос, М .; Глейх, К.; Кемп, BE; Маунт, ПФ; Power, DA Новые механизмы удержания Na plus при ожирении: фосфорилирование NKCC2 и регуляция SPAK/OSR1 с помощью AMPK. Являюсь. Дж. Физиол. Рен. Физиол. 2014, 307, F96–F106. [Перекрестная ссылка]
22. Гамба Г. Регуляция активности NKCC2 укороченными изоформами SPAK. Являюсь. Дж. Физиол. Рен. Физиол. 2014, 306, F49–F50. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
23. Эдвардс, А.; Кастроп, Х .; Лагмани, К .; Валлон, В.; Лейтон, А.Т. Влияние регуляции изоформы NKCC2 на транспорт NaCl в толстой восходящей конечности и плотном пятне: исследование моделирования. Являюсь. Дж. Физиол. Рен. Физиол. 2014, 307, F137–F146. [Перекрестная ссылка]
24. Витале, А.; Денеке, Дж. Ворота эндоплазматического ретикулума секреторного пути. Растение. Cell 1999, 11, 615–628. [Пубмед]
25. Каплан М.Дж. Полярность мембран в эпителиальных клетках: сортировка белков и установление поляризованных доменов. Являюсь. Дж. Физиол. 1997, 272, F425–F429. [Перекрестная ссылка]
26. Сун, З.; Бродский Ю.Л. Контроль качества белков секреторного пути. J. Cell Biol 2019, 218, 3171–3187. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
27. Руджиано, А.; Форести, О .; Карвальо, П. Контроль качества: деградация, связанная с ER: контроль качества белка и не только. Дж. Клеточная биология. 2014, 204, 869–879. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
28. Раддок, Л.В.; Молинари, М. Обработка N-гликанов в контроле качества ER. Дж. Клеточные науки. 2006, 119, 4373–4380. [Перекрестная ссылка]
29. Molinari, M. Структура N-гликана диктует удлинение фолдинга белка или начало утилизации. Нац. хим. биол. 2007, 3, 313–320. [Перекрестная ссылка]
30. Хеберт, Д.Н.; Гарман, Южная Каролина; Молинари, М. Гликановый код эндоплазматического ретикулума: углеводы, связанные с аспарагином, как метки созревания белка и контроля качества. Тенденции клеточной биологии. 2005, 15, 364–370. [Перекрестная ссылка]
31. Игдура, С.А.; Херскович, А .; Лал, А .; Моремен, кВт; Моралес, ЧР; Hermo, L. Альфа-маннозидазы, участвующие в процессинге N-гликанов, демонстрируют клеточную специфичность и отчетливую субкомпартментализацию в аппарате Гольджи клеток яичка и придатка яичка. Евро. Дж. Клеточная биология. 1999, 78, 441–452. [Перекрестная ссылка]
32. Ледеркремер, Г. З.; Гликман, М.Х. Окно возможностей: определение времени деградации белка за счет сокращения количества сахаров и убиквитинов. Тенденции биохим. науч. 2005, 30, 297–303. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
33. Стэнли П.; Танигучи, Н .; Эби, М. N-гликаны. В Основах гликобиологии, 3-е место; Варки А., Каммингс Р.Д., Эско Дж.Д., Стэнли П., Харт Г.В., Эби М., Дарвилл А.Г. и др., ред.; Колд-Спринг-Харбор: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, 2015 г .; стр. 99–111.
34. Барлоу, К.К.; Миллер, Е.А. Биогенез секреторных белков и трафик в раннем секреторном пути. Генетика 2013, 193, 383–410. [Перекрестная ссылка]
35. Ву, Х.; Рапопорт, Т.А. Механизмы понимания деградации белка, связанной с ER. Курс. мнение Клеточная биол. 2018, 53, 22–28. [Перекрестная ссылка]
36. Сун, З.; Brodsky, JL Путь деградации модельного белка с неправильной укладкой определяется склонностью к агрегации. Мол. Биол Клетка. 2018, 29, 1422–1434. [Перекрестная ссылка]
37. Фресно, И.; Молинари, М. Протеасомный и лизосомный клиренс дефектных секреторных белков: пути деградации, связанной с ER (ERAD) и деградации, связанной с ER-to-lysosome (ERLAD). крит. Преподобный Биохим. Мол. биол. 2019, 54, 153–163. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
38. Брайант, К.; Джонсон, Н.; Swanton, E. Системы контроля качества трансмембранных доменов работают в эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи. PLoS ONE 2017, 12, e0173924. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
39. Дженсен, Т.Дж.; Лу, Массачусетс; Пинд, С .; Уильямс, Д.Б.; Голдберг, Алабама; Риордан, Дж. Р. Несколько протеолитических систем, включая протеасомы, способствуют процессингу CFTR. Ячейка 1995, 83, 129–135. [Перекрестная ссылка]
40. Уорд, CL; Омура, С .; Копито, Р.Р. Деградация CFTR убиквитин-протеасомным путем. Ячейка 1995, 83, 121–127. [Перекрестная ссылка]
41. Гонг, К.; Кини, доктор медицины; Молинари, М.; Чжоу, З. Деградация мутантных каналов типа II синдрома удлиненного интервала QT с нарушением трафика убиквитин-протеасомным путем. Дж. Биол. хим. 2005, 280, 19419–19425. [Перекрестная ссылка]
42. О'Доннелл, Б.М.; Маки, ТД; Субраманья, АР; Бродский, Ю.Л. Деградация почечного калиевого канала, ROMK, связанная с эндоплазматическим ретикулумом, приводит к синдрому Барттера II типа. Дж. Биол. хим. 2017, 292, 12813–12827. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
43. Нидхэм, П.Г.; Миколук, К .; Дхакарвал, П.; Хадем, С .; Снайдер, AC; Субраманья, АР; Brodsky, JL Котранспортер NaCl, чувствительный к тиазидам, является мишенью для шаперон-зависимой деградации, связанной с эндоплазматическим ретикулумом. Дж. Биол. хим. 2011, 286, 43611–43621. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
44. Заарур, Н.; Демарец, С.; Дефонтен, Н.; Чжу, Ю .; Лагмани, К. Множественные эволюционно консервативные мотивы, подобные дилейцину, на карбоксильном конце контролируют антероградный перенос NKCC2. Дж. Биол. хим. 2012, 287, 42642–42653. [Перекрестная ссылка]
45. Заарур, Н.; Демарец, С.; Дефонтен, Н.; Мордасини, Д.; Laghmani, K. Высококонсервативный мотив на конце COOH определяет выход эндоплазматического ретикулума и экспрессию NKCC2 на клеточной поверхности. Дж. Биол. хим. 2009, 284, 21752–21764. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
46. Сиайфан, Э.; Дефонтен, Н.; Демарец, С.; Заарур, Н .; Лагмани, К. Белок OS9 взаимодействует с котранспортером Na-K-2Cl (NKCC2) и нацеливается на его незрелую форму для пути деградации, связанного с эндоплазматическим ретикулумом. Дж. Биол. хим. 2016, 291, 4487–4502. [Перекрестная ссылка]
47. Бродский Ю.Л. Защитная и деструктивная роль молекулярных шаперонов во время ERAD (деградация, связанная с эндоплазматическим ретикулумом). Биохим. Дж. 2007, 404, 353–363. [Перекрестная ссылка]
48. Герьеро, СиДжей; Бродский, Дж. Л. Тонкий баланс между укладкой секретируемого белка и деградацией, связанной с эндоплазматическим ретикулумом, в физиологии человека. Физиол. 2012, 92, 537–576. [Перекрестная ссылка]
49. Анер, А.; Гонг, X .; Frizzell, RA Деградация трансмембранного регулятора проводимости при кистозном фиброзе: взаимосвязь между путями убиквитилирования и SUMOylation. FEBS J. 2013, 280, 4430–4438. [Перекрестная ссылка]
50. Доннелли, Б. Ф.; Нидхэм, PG; Снайдер, AC; Рой, А .; Хадем, С .; Бродский, Дж. Л.; Мультишаперонные комплексы Subramanya, AR Hsp70 и Hsp90 последовательно регулируют деградацию и биогенез, связанные с тиазид-чувствительным котранспортером эндоплазматического ретикулума. Дж. Биол. хим. 2013, 288, 13124–13135. [Перекрестная ссылка]
51. Бензиан Б.; Демарец, С.; Дефонтен, Н.; Заарур, Н .; Шеваль, Л.; Буржуа, С .; Кляйн, К.; Фруассар, М.; Бланшар, А .; Пайяр, М.; и другие. Поверхностная экспрессия NKCC2 в клетках млекопитающих: подавление новым взаимодействием с альдолазой BJ Biol. хим. 2007, 282, 33817–33830. [Перекрестная ссылка]
52. Заарур, Н.; Дефонтен, Н.; Демарец, С.; Азроян, А.; Шеваль, Л.; Лагмани, К. Белок секреторной мембраны-носителя 2 регулирует экзоцитарную вставку NKCC2 в клеточную мембрану. Дж. Биол. хим. 2011, 286, 9489–9502. [Перекрестная ссылка]
53. Бахос-Дуайи, Д.; Сиайфан, Э.; Демарец, С.; Комхофф, М.; Лагмани, К. Дифференциальные эффекты STCH и стресс-индуцируемого Hsp70 на стабильность и созревание NKCC2. Междунар. Дж. Мол. науч. 2021, 22, 2207. [Перекрестная ссылка]
54. Херскович, А.; Шнайкерт, Дж.; Афанассиадис, А .; Moremen, KW Выделение кДНК маннозидазы Гольджи мыши, члена семейства генов, консервативного от дрожжей до млекопитающих. Дж. Биол. хим. 1994, 269, 9864–9871. [Перекрестная ссылка]
55. Темпель, В.; Каравег, К.; Лю, ZJ; Роуз, Дж.; Ван, Британская Колумбия; Moremen, KW Структура мышиной альфа-маннозидазы Гольджи IA раскрывает молекулярную основу субстратной специфичности среди альфа1,2-маннозидаз класса 1 (семейство 47 гликозилгидролаз). Дж. Биол. хим. 2004, 279, 29774–29786. [Перекрестная ссылка]
56. Тулсиани, Д.Р.; Touster, O. Очистка и характеристика маннозидазы IA из мембран Гольджи печени крыс. Дж. Биол. хим. 1988, 263, 5408–5417. [Перекрестная ссылка]
57. Хосокава, Н.; Вы, З.; Тремблей, LO; Нагата, К.; Herscovics, A. Стимуляция ERAD неправильно свернутого нулевого гонконгского альфа1- антитрипсина с помощью альфа1,2-маннозидаз Гольджи. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 2007, 362, 626–632. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
58. Оген-Штерн, Н.; Авезов, Э.; Шенкман, М .; Беньяр, Р.; Lederkremer, GZ Маннозидаза IA находится в везикулах контроля качества и участвует в нацеливании гликопротеина на ERAD. Дж. Мол. биол. 2016, 428, 3194–3205. [Перекрестная ссылка]
59. Яннотти, М.Дж.; Фигард, Л.; Сокач, AM; Sifers, РНК-маннозидаза, локализованная в комплексе Гольджи (MAN1B1), играет неферментативную роль привратника в контроле качества биосинтеза белка. Дж. Биол. хим. 2014, 289, 11844–11858. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
60. Пан, С.; Ченг, X .; Сиферс, Р.Н. Гольджи-расположенная в эндоплазматическом ретикулуме альфа-1, 2-маннозидаза способствует извлечению субстратов ERAD посредством прямого взаимодействия с гамма-КС. Мол. биол. Cell 2013, 24, 1111–1121. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
61. Шаукат И.; Бахос-Дуайи, Д.; Чжу, Ю .; Сиайфан, Э.; Демарец, С.; Фрашон, Н.; Вебер, С.; Комхофф, М.; Варгас-Пуссу, Р.; Лагмани, К. Новый взгляд на роль деградации, связанной с эндоплазматическим ретикулумом, при синдроме Барттера 1 типа. Hum. Мутат. 2021, 42, 947–968. [Перекрестная ссылка]
62. Фудзита, Э.; Куроку, Ю.; Исоаи, А .; Кумагаи, Х .; Мисутани, А .; Мацуда, К.; Хаяши, Ю.К.; Момои Т. Две системы деградации, ассоциированной с эндоплазматическим ретикулумом (ERAD), для нового варианта мутантного дисферлина: убиквитин/протеасома ERAD(I) и аутофагия/лизосома ERAD(II). Гум. Мол. Жене. 2007, 16, 618–629. [Перекрестная ссылка]
63. Бернаскони, Р.; Молинари, М. Настройка ERAD и ERAD: удаление груза и регуляторов ERAD из ER млекопитающих. Курс. мнение Клетка. биол. 2011, 23, 176–183. [Перекрестная ссылка]
64. Арван, П.; Чжао, X .; Рамос-Кастанеда, Дж.; Чанг, А. Контроль качества секреторного пути в системе Гольджи, плазмалемме и эндосомах. Трафик 2002, 3, 771–780. [Перекрестная ссылка]
65. Штольц, А.; Вольф, Д. Х. Деградация белка, связанная с эндоплазматическим ретикулумом: путешествие в ад с помощью шаперона. Биохим. Биофиз. Acta 2010, 1803, 694–705. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
66. Ван, Ф.; Песня, В .; Бранкати, Г.; Segatori, L. Ингибирование деградации, связанной с эндоплазматическим ретикулумом, восстанавливает естественный фолдинг при заболеваниях, связанных с нарушением фолдинга белка с потерей функции. Дж. Биол. хим. 2011, 286, 43454–43464. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
67. Токунага, Ф.; Бростром, К.; Койде, Т .; Arvan, P. Связанная с эндоплазматическим ретикулумом (ER) деградация неправильно свернутых N-связанных гликопротеинов подавляется при ингибировании маннозидазы ER IJ Biol. хим. 2000, 275, 40757–40764. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
68. Гройсман Б.; Шенкман, М .; Рон, Э .; Lederkremer, GZ Обрезка маннозы необходима для доставки гликопротеина из EDEM1 в XTP3-B и для поздних этапов деградации, связанных с эндоплазматическим ретикулумом. Дж. Биол. хим. 2011, 286, 1292–1300. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
69. Варгас-Пуссу, Р.; Фельдманн, Д.; Фоллмер, М.; Конрад, М .; Келли, Л.; ван ден Хевел, LP; Тебурби, Л.; Брэндис, М .; Кароли, Л.; Хеберт, Южная Каролина; и другие. Новые молекулярные варианты гена котранспортера Na-K-2Cl ответственны за антенатальный синдром Барттера. Являюсь. Дж. Хам. Жене. 1998, 62, 1332–1340. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
70. Хелениус, А.; Эби, М. Роль N-связанных гликанов в эндоплазматическом ретикулуме. Анну. Преподобный Биохим. 2004, 73, 1019–1049. [Перекрестная ссылка]
71. Спиро, Р.Г. Роль N-связанных полиманнозных олигосахаридов в нацеливании гликопротеинов на деградацию, связанную с эндоплазматическим ретикулумом. Ячейка Мол. Жизнь наук. 2004, 61, 1025–1041. [Перекрестная ссылка]
72. Маркус, Нью-Йорк; Perlmutter, DH Ингибиторы глюкозидазы и маннозидазы опосредуют повышенную секрецию мутантного альфа1-антитрипсина ZJ Biol. хим. 2000, 275, 1987–1992. [Перекрестная ссылка]
73. Лю, Ю.; Чоудхури, П.; Кабрал, см.; Сиферс, Р.Н. Внутриклеточная утилизация неполностью свернутого человеческого альфа1-антитрипсина включает высвобождение из кальнексина и посттрансляционное урезание связанных с аспарагином олигосахаридов. Дж. Биол. хим. 1997, 272, 7946–7951. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
74. Кабрал, CM; Лю, Ю.; Сайферс, Р.Н. Анализ контроля качества гликопротеина в секреторном пути. Тенденции биохим. науч. 2001, 26, 619–624. [Перекрестная ссылка]
75. Эрмонваль, М.; Китцмюллер, К.; Мир, AM; Какан, Р .; Ivessa, NE Структура N-гликана короткоживущего варианта рибофорина I, экспрессированного в клеточной линии с дефектом гликозилирования MadIA214, раскрывает роль маннозидазы, которая не является ER маннозидазой I, в процессе деградации гликопротеина. Гликобиология 2001, 11, 565–576. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
76. Фулькье, Ф.; Дуве, С.; Кляйн, А .; Мир, AM; Чират, Ф .; Cacan, R. Связанная с эндоплазматическим ретикулумом деградация гликопротеинов, несущих виды Man5GlcNAc2 и Man9GlcNAc2, в клеточной линии MI8-5 CHO. Евро. Дж. Биохим. 2004, 271, 398–404. [Перекрестная ссылка]
77. Авезов, Э.; Френкель, З .; Эрлих, М.; Херскович, А .; Ледеркремер, Г.З. Маннозидаза I эндоплазматического ретикулума (ER) разделена и необходима для обрезки N-гликанов до Man5-6GlcNAc2 при деградации, связанной с ER гликопротеина. Мол. биол. Ячейка 2008, 19, 216–225. [Перекрестная ссылка]
78. Хосокава, Н.; Тремблей, LO; Вы, З.; Херскович, А .; Вада, И.; Нагата, К. Усиление деградации эндоплазматического ретикулума (ER) неправильно свернутого нулевого гонконгского альфа1-антитрипсина под действием маннозидазы ER человека IJ Biol. хим. 2003, 278, 26287–26294. [Перекрестная ссылка]
79. Сайферс Р.Н. Клеточная биология. Деградация белка разблокирована. Наука 2003, 299, 1330–1331. [Перекрестная ссылка]
80. Ву, Ю.; Сулиус, Монтана; Моремен, кВт; Сайферс, Р.Н. Выяснение молекулярной логики, согласно которой неправильно свернутый альфа-1-антитрипсин предпочтительно выбирается для деградации. проц. Натл. акад. науч. США 2003, 100, 8229–8234. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
81. Хирао, К.; Нацука, Ю.; Тамура, Т .; Вада, И.; Морито, Д.; Нацука, С .; Ромеро, П.; Слено, Б.; Тремблей, LO; Херскович, А .; и другие. EDEM3, растворимый гомолог EDEM, усиливает деградацию гликопротеина, связанную с эндоплазматическим ретикулумом, и расщепление маннозы. Дж. Биол. хим. 2006, 281, 9650–9658. [Перекрестная ссылка]
82. Оливари, С.; Кали, Т .; Сало, К.Е.; Паганетти, П.; Раддок, LW; Molinari, M. EDEM1 регулирует деградацию, связанную с ER, ускоряя деманнозилирование полипептидов с дефектом укладки и ингибируя их ковалентную агрегацию. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 2006, 349, 1278–1284. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
83. Биберих, Э.; Bause, E. Ман9-маннозидаза из почек человека экспрессируется в клетках COS в виде трансмембранного N-гликопротеина II типа, резидентного по Гольджи. Евро. Дж. Биохим. 1995, 233, 644–649. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
84. Веласко, А.; Хендрикс, Л.; Моремен, кВт; Тулсиани, доктор медицины; Тустер, О .; Farquhar, MG Зависимые от типа клеток вариации внутриклеточного распределения альфа-маннозидазы I и II. Дж. Клеточная биология. 1993, 122, 39–51. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
85. Биберих, Э.; Тремл, К.; Волкер, К.; Рольфс, А .; Кальц-Фуллер, Б.; Bause, E. Man9-маннозидаза из печени свиньи представляет собой мембранный белок типа II, который находится в эндоплазматическом ретикулуме. Клонирование кДНК и экспрессия фермента в клетках COS-1. Евро. Дж. Биохим. 1997, 246, 681–689. [Перекрестная ссылка]
86. Рон, Э .; Шенкман, М .; Гройсман, Б.; Изенштейн Ю.; Лейтман, Дж.; Ледеркремер, Г. З. Обход доставки гликан-зависимых гликопротеинов в ERAD с помощью активируемого EDEM1. Мол. биол. Cell 2011, 22, 3945–3954. [Перекрестная ссылка]
87. Касагранде Р.; Стерн, П.; Дин, М .; Шаму, К.; Осарио, М.; Зунига, М .; Браун, ПО; Ploegh, H. Деградация белков из ER S. cerevisiae требует интактного пути ответа развернутого белка. Мол. Ячейка 2000, 5, 729–735. [Перекрестная ссылка]
88. Шредер, М.; Кауфман, Р. Дж. ЭР-стресс и реакция развернутого белка. Мутат. Рез. 2005, 569, 29–63. [Перекрестная ссылка]
89. Лян, СиДжей; Чанг, ЮК; Чанг, ХК; Ван, CK; Хун, ЮК; Лин, Ю. Е.; Чан, CC; Чен, CH; Чанг, HY; Санг, Т.К. Дерлин -1 регулирует мутантный VCP-связанный патогенез и апоптоз, вызванный стрессом эндоплазматического ретикулума. Генетика PLoS. 2014, 10, e1004675. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
90. Хоук, ЮАР; Сингх, С .; Cyr, DM Клеточные ответы на неправильно свернутые белки и белковые агрегаты. Методы Мол. биол. 2012, 832, 455–461. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
91. Чаудхури, ТК; Пол, С. Заболевания, связанные с неправильным сворачиванием белков, и терапевтические подходы на основе шаперонов. FEBS J. 2006, 273, 1331–1349. [Перекрестная ссылка]
92. Ядав, К.; Ядав, А .; Вашиштха, П.; Панди, вице-президент; Двиведи, Болезни, связанные с неправильным сворачиванием белка ООН, и терапевтические подходы. Курс. Белок. Пепт. науч. 2019, 20, 1226–1245. [Перекрестная ссылка]
93. Фресно, И.; Молинари, М. Оборот эндоплазматического ретикулума: ER-страница и другие ароматы в селективном и неселективном клиренсе ER. F1000Res 2018, 7, 454. [CrossRef]
94. Окиенеда, Т.; Апая, премьер-министр; Лукач, Г.Л. Контроль качества белков на плазматической мембране. Курс. мнение Клеточная биол. 2011, 23, 483–491. [Перекрестная ссылка]
95. Колдуэлл, С.Р.; Хилл, К.Дж.; Cooper, AA Деградация субстратов контроля качества эндоплазматического ретикулума (ER) требует транспорта между ER и аппаратом Гольджи. Дж. Биол. хим. 2001, 276, 23296–23303. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
96. Такси, К.; Фогель, Ф .; Вольф, трафик DH ER-Golgi является предпосылкой для эффективной деградации ER. Мол. биол. Cell 2002, 13, 1806–1818. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
97. Вашист, С.; Ng, DT Неправильно свернутые белки сортируются с помощью механизма последовательной контрольной точки контроля качества ER. Дж. Клеточная биология. 2004, 165, 41–52. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
98. Шмидт, О.; Вейер, Ю.; Бауманн, В.; Видерин, Массачусетс; Эйзинг, С .; Ангелова, М.; Шлейффер, А .; Кремсер, Л.; Линднер, Х .; Питер, М .; и другие. Эндосомная и связанная с Гольджи деградация (EGAD) мембранных белков регулируют метаболизм сфинголипидов. EMBO J. 2019, 38, e101433. [Перекрестная ссылка]
99. Пан, С.; Ван, С.; Утама, Б.; Хуанг, Л.; Блок, Н .; Эстес, МК; Моремен, кВт; Sifers, RN Гольджи локализация ERManI определяет пространственное разделение системы контроля качества гликопротеинов млекопитающих. Мол. биол. Cell 2011, 22, 2810–2822. [Перекрестная ссылка]
Сильви Демарец 1,2, Эли Сиайфан 1,2†, Далал Бахош-Дуайи 1,2, Надя Фрашон 1,2, Мартин Комхофф 3 и Камель Лагмани 1,2,
1 Центр исследований кордельеров, Университет Сорбонны, Инсерм, Парижский университет, Ф-75006 Париж, Франция; sylvie.demaretz@sorbonne-universite.fr (SD); elie.seaayfan@uni-marburg.de (Испания); dalal.bachos_aldouaihy@sorbonne-universite.fr (DB-D.); nadia.frahon@sorbonne-universite.fr (NF)
2 CNRS, ERL8228, F-75006 Париж, Франция
3 Отделение детской нефрологии и трансплантологии, Детская университетская больница, Филипс-Университет, 35043 Марбург, Германия; Martin.Koemhoff@uk-gm.de
