Poszttranszlációs módosítások hatása a humán szívizom kontraktilitására
Title in English
Analysis of the effects of posttranslational modifications on human cardiac muscle cell contraction
Panel
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent
Department of Clinical Physiology (University of Debrecen)
Starting date
2005-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
4.680
FTE (full time equivalent)
2.24
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A kutatás célja a poszttranszlációs változások (különös tekintettel a protein kináz C (PKC) általi módosításokra) hatásainak vizsgálata volt humán kamrai szívizomsejteken. Eredményeink a PKC jelentős szerepét mutatták ki a kontraktilis erő megőrzésében egészséges, donor szívekben. Ennek mechanizmusaként a PKCalfa transzlokációját igazoltuk a citoszolból a kontraktilis rendszerhez. A miofibrilláris rendszerben a PKCalfa Ca2+ koncentráció függő kötőpartnereként a vékony filamentális regulatórikus fehéjét, a troponin I-t azonosítottuk.
Habár a PKC aktivitás szabályozása számos kísérletes szívelégtelenség modellben hasznosnak bizonyult, ezen eredmények terápiás alkalmazása komoly kihívást jelent, mert a PKC valamennyi szövetben expresszálódik és számos folyamatot szabályoz. Eredményeink arra utalnak, hogy a troponin I-PKC kölcsönhatás szabályozásával lehetőség nyílhat a specifikusan a szívizom kontraktilis rendszerével kölcsönható PKC aktivitásának modulációjára.
További kísérletekben igazoltuk a fehérje oxidáció kontraktilitás csökkentő hatásait. A károsodás és a funkciócsökkenés megfelelően alkalmazott redukálószerekkel reverzíbilisen megfordíthatónak bizonyult. Ez a szív kontraktilitásának csökkenésével járó kórképek (pl. szívinfarktus) esetén új terápiás lehetőséget jelenthet.
Gazdasági szempontból a 4,8 millió Ft-os támogatás segítségével 7 közlemény publikálására került sor, melyek összesített impact faktora 33,92.
Results in English
The goal of the proposal was to investigate the role of post-translational modifications (in particular the protein kinase C (PKC) mediated effects) on the contractility of human ventricular cardiomyocytes. Our results suggested a prominent role for PKCalpha in the maintainance of contractile force of healthy (donor) hearts. Further analysis revealed the translocation of PKCalpha from the cytosol to the contractile system, supporting its functional role. the thin filamental regulatory protein troponin I was identified as the myofibrillar protein resonsible for Ca2+ dependent PKCalpha binding.
Although modulation of PKC is effective in various forms of heart diseases leading to decreased contractility, in vitro, pharmacologic targeting of PKC is challenging based on its ubiquitous expression and many physiological functions. Our data suggest, that regulation of troponin I - PKCalpha interaction may be a new therapeutic strategy to achieve PKC modulation specifically at the level of the contractile system of the heart.
In addition, we found a significant deleterious effect of protein oxidation on the contractile force, which was reversible by reducing agents. Such conditions occur in myocardial infarction; therefore reducing agents may represent a new therapeutic tool to preserve cardiac contractile force.
In the economical viewpoint, investment of 4.8 million HUF resulted in the publication of 7 articles with a cumulated impact factor of 33.92.
Molnár A., Borbély A., Czuriga D., Ivetta S.M., Szilágyi S., Hertelendi Z., Pásztor E.T., Balogh Á., Galajda Z., Szerafin T., Jaquet K., Papp Z., Édes I. and Tóth A.: Protein kinase C contributes to the maintenance of contractile force in human ventricular cardiomyocytes., Journal of Biological Chemistry 284, 1031-1039., 2009
Molnár A; Tóth A; Bagi Z; Papp Z; Édes I; Vaszily M; Galajda Z; Papp JG; Varró A; Szüts V; Gerő D; Lacza Z; Szabó C: Activation of the poly(ADP-ribose) polymerase pathway in human heart failure, Molecular Medicine 12(7-8):143-52, 2006
Hertelendi Z., Tóth A., Borbély A., Galajda Z., van d., V, Stienen G.J., Édes I. and Papp Z.: Oxidation of myofilament protein sulfhydryl groups reduces the contractile force and its Ca2+ sensitivity in human cardiomyocytes., Antioxidants and Redox Signaling 10, 1175-1184., 2008
Hertelendi Z., Tóth A., Borbély A., Galajda Z., Édes I., Tosaki A. and Papp Z.: The peroxynitrite evoked contractile depression can be partially reversed by antioxidants in human cardiomyocytes., Journal of Cellular and Molecular Medicine, in press, 2009
Édes I.F., Tóth A., Csányi G., Lomnicka M., Chlopicki S., Édes I. and Papp Z.: Late-stage alterations in myofibrillar contractile function in a transgenic mouse model of dilated cardiomyopathy (Tgalphaq*44)., Journal of Molecular and Cellular Cardiology 45, 363-372., 2008
Kark T., Bagi Z., Lizanecz E., Pásztor E.T., Erdei N., Czikora A., Papp Z., Édes I., Pórszász R. and Tóth A.: Tissue-specific regulation of microvascular diameter: opposite functional roles of neuronal and smooth muscle located vanilloid receptor-1., Molecular Pharmacology 73, 1405-1412., 2008
Lizanecz E; Bagi, Z; Pásztor ET; Papp Z; Édes I; Kedei N; Blumberg PM; Tóth A: Phosphorylation dependent desensitization of vanilloid receptor-1 (TRPV1) function in rat skeletal muscle arterioles and in CHO-TRPV1 cells by anandamide., Molecular Pharmacology 69(3):1015-1023, 2006
