Novel regulatory functions of myosin phosphatase in non-muscle cells  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
68416
Type K
Principal investigator Erdődi, Ferenc
Title in Hungarian A miozin foszfatáz új szabályozó funkciói nem-izom sejtekben
Title in English Novel regulatory functions of myosin phosphatase in non-muscle cells
Keywords in Hungarian fehérje foszforiláció, protein foszfatáz-1, miozin foszfatáz, foszfatázhoz kötődő fehérjék, foszfatáz inhibitorok, neuronok, szinaptofizin, eNOS, endothel sejtek
Keywords in English protein phosphorylation, protein phosphatase-1, myosin phosphatase, phosphatase binding proteins, phosphatase inhibitors, neurons, synaptophysin, eNOS, endothel cells
Discipline
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)60 %
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)40 %
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Department of Medical Chemistry (University of Debrecen)
Participants Bátori, Róbert Károly
Csortos, Csilla
Dedinszki, Dóra
Kiss, Andrea
Lontay, Beáta
Pál, Balázs Zoltán
Starting date 2007-07-01
Closing date 2011-07-31
Funding (in million HUF) 19.752
FTE (full time equivalent) 10.61
state closed project
Summary in Hungarian
A miozin foszfatáz (MP) holoenzimben protein foszfatáz-1 katalitikus alegység (PP1c) 130/133 kDa szabályozó alegységhez (MYPT1) kapcsolódik. A MYPT1 célra irányító funkciót lát el elősegítve a PP1c kötődését a célfehérjékhez és szabályozza az enzim aktivitását is. A MP szerepe elsősorban a miozin-II 20 kDa könnyűlánc (MLC20) foszforilációjában és a simaizom kontrakció szabályozásában ismert. Előzetes eredményeink a MP és a MYPT1 jelenlétére és lokalizációjára utalnak nem-izom sejtek (neuronok, HepG2 sejtek) különböző szubcelluláris frakcióiban (sejtmag, mikroszóma/mitokondrium), valamint a MYPT1 asszociációjára szinaptofizin, retinoblasztóma fehérje (Rb) és nitrogén-monoxid szintetáz (NOS) fehérjékkel, ami az enzim széleskörű funkcióját sugallja. A pályázat fő célkitűzése, hogy további MYPT1-kötő fehérjéket azonosítsunk és tanulmányozzuk a MP és a MYPT1 szerepét a kölcsönhatásokban, valamint az eNOS, Rb és szinaptofizin fehérjék foszforilációjának szabályozásában. A MP a szinaptoszómák fő foszfatáz komponense, ezért tervezzük az MP szerepének tanulmányozását a neurotranszmitterek felszabadulását kísérő foszforilációs folyamatokban is szinaptoszóma és agyszelet preparátumokon. A MP inhibitor fehérjék szerkezet/gátlás vizsgálatával, valamint az MLC20 szubsztát és a MYPT1 gátló foszforilációs helye alapján tervezett peptidekkel megkíséreljük olyan inhibitor peptid(ek) azonosítását, amely alkalmas a MP specifikus gátlására és a TAT fehérje transzdukciós doménjével kapcsolva membránpermeábilis formában is előállítható. Ezek az inhibitorok a foszfatázgátló toxinokkal együtt alkalmasak lehetnek a MP új szabályozó funkcióinak feltárására.
Summary
In the myosin phosphatase (MP) holoenzyme protein phosphatase-1 catalytic subunit (PP1c) interacts with the 130/133 kDa regulatory subunit (MYPT1). MYPT1 targets PP1c to the substrates and is also involved in the regulation of the activity of the enzyme. The role of MP is well known in the regulation of the phosphorylation level of the 20 kDa myosin-II light chain, thereby controlling smooth muscle contraction. Our preliminary results suggest the presence and localization of MP and MYPT1 in distinct subcellular fractions (nucleus, microsome/mitochondria) of non-muscle cells (neurons, HepG2 cells) as well as association of MYPT1 with synaptophysin, retinoblastoma protein (Rb) and nitrogen-monoxide synthetase (NOS). These data imply the possibility for widespread functions of MP. The major goal of this proposal is to identify novel MYPT1 binding proteins, to study the role of MP and MYPT1 in these protein-protein interactions as well as in the regulation of the phosphorylation level of eNOS, Rb and synaptophysin. The MP is the major phosphatase present in synaptosomes, therefore we plan to explore the role of MP in the phosphorylation processes coupled with neurotransmitter release using synaptosomes and brain slice preparations. We search for MP specific inhibitory peptide(s) by studying the structure/inhibition relationship of MP inhibitory proteins as well as peptides derived from the sequences that surrounds the phosphorylation site in MLC20 substrate and the inhibitory phosphorylation sites in MYPT1. The suitable inhibitor(s) will be coupled with the transduction domain of the TAT protein to achieve cell-permeability. These inhibitors together with phosphatase inhibitory toxins may be applied to study the novel regulatory functions of MP.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A protein foszfatáz-1 katalitikus alegységet (PP1c) és a PP1c-t „célra irányító” regulátor alegységet (MYPT1) tartalmazó miozin foszfatáz (MP) szerepét tanulmányoztuk nem-izom sejtek sejtfolyamataiban. PP1c specifikus inhibitorok alkalmazásával, valamint a MYPT1-el kölcsönható új fehérje partnerek azonosításával kívántuk feltárni a MP új funkciót. Tanulmányoztuk a MYPT-családba tartozó TIMAP fehérje és a PP1c kölcsönhatását is és kimutattuk a PP1c-TIMAP komplex szabályozó szerepét a moezin defoszforilációjában. Felismertük, hogy tanninokban és zöld teában előforduló polifenolok PP1c szelektív inhibitorok és csökkentik a daganatos sejtek életképességét. A MYPT1-el kölcsönható fehérjeként és/vagy a MP lehetséges szubsztrátjaiként azonosítottuk a retinoblasztóma fehérjét (Rb), a nitrogén-monoxid szintetázt (NOS) és preszinaptikus neuronális fehérjéket (szinapszin, szintaxin, SNAP-25, CaM-kináz-II, kalcineurin). Kimutattuk, hogy a Rb MP által történő defoszforilációja a leukémiás sejtek kemoszenzitivitásának, a neuronális fehérjék (szintaxin, szinapszin) Rho-kináz/MP által történő foszforilációja/defoszforilációja pedig a neurotranszmitter felszabadulás fontos szabályozó folyamatai. Jellemeztük a MYPT1 és a kalcineurin kölcsönhatását és kimutattuk, hogy a MYPT1 kalcineurin által történő defoszforilációja az endotél sejtek „barrier” funkcióját szabályozza. Összefoglalva: a MP új szabályozó funkcióinak felismerése bővíti e sejtfolyamatok farmakológiai befolyásolásának lehetőségeit.
Results in English
We studied the role of myosin phosphatase (MP) composed of protein phosphatase-1 catalytic subunit and PP1c-targeting regulatory subunit (MYPT1) in cellular processes of non-muscle cells. We wished to uncover novel functions of MP by using PP1c specific inhibitors as well as by identification of novel MYPT1-interacting proteins. The interaction of TIMAP, a MYPT-family protein, with PP1c was also studied and it was shown that the PP1c-TIMAP complex controlled the dephosphorylation of moesin. We identified the polyphenols of tannins and green tea as PP1c selective inhibitors which were implicated in decreasing the viability of malignant cells. The retinoblastoma protein (Rb), the nitrogen-monoxide (NO) synthase (NOS) and presynaptic neuronal proteins (synapsin, syntaxin, CaM-kinase-II,) were identified as MYPT1-interacting proteins and/or possible substrates for MP. We proved that the dephosphorylation of Rb by MP influenced chemosensitivity of leukemic cells, while the phosphorylation/dephosphorylation of neuronal proteins (synapsin, syntaxin) by Rho-kinase/MP had important regulatory roles in the neurotransmitter release. We characterized the interaction of MYPT1 with calcineurin and showed that dephosphorylation of MYPT1 by calcineurin mediated the barrier function of endothelial cells. In summary, the novel regulatory functions of MP recognized here extend the possibilities to pharmacologically influence the above cellular processes.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=68416
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kiss A, Lontay B, Bécsi B, Márkász L, Oláh É, Gergely P, Erdődi F: Myosin phosphatase interacts with and dephosphorylates the retinoblastoma protein in THP-1 leukemic cells: Its inhibition is involved in the attenuation of daunorubicin-i, CELLULAR SIGNALLING 20:(11) 2059-2070, 2008
Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Kandra Lili, Gyémánt Gyöngyi, Erdődi Ferenc: Tanninok foszfatázgátló hatásának vizsgálata, Magyar Biokémiai Egyesület Vándorgyűlése, Szeged, 2008
Dedinszki Dóra, Márton Adrienn, Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Márkász László, Oláh Éva, Erdődi Ferenc: Foszfatázgátlók szerepének vizsgálata leukémiás sejtek életképességének fenntartásában, Magyar Biokémiai Egyesület Vándorgyűlése, Szeged, 2008
Dedinszki Dóra, Márton Adrienn, Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Márkász László, Oláh Éva, Erdődi Ferenc: Foszfatázgátló fehérjék és toxinok szerepe a leukémiás sejtek életképességének fenntartásában, 38. Membrán-transzport Konferencia, Sümeg, 2008
Bátori Róbert, Serfőző Zoltán, Erdődi Ferenc: A miozin foszfatáz és a nitrogén-monoxid szintáz lokalizációjának változása, Magyar Biokémiai Egyesület Vándorgyűlése, Szeged, 2008
Bécsi Bálint, Kiss Andrea, Docsa Tibor, Gergely Pál, Erdődi Ferenc: Biomolekuláris kölcsönhatások vizsgálata Biacore-3000 készülékkel, Magyar Biokémiai Egyesület Vándorgyűlése, Szeged, 2008
Bécsi Bálint, Kiss Andrea, Docsa Tibor, Gergely Pál, Erdődi Ferenc: Biomolekuláris kölcsönhatások tanulmányozása Biacore készülékkel, 38. Membrán-transzport Konferencia, Sümeg, 2008
Bécsi Bálint, Kiss Andrea, Erdődi Ferenc: Fehérje–fehérje és fehérje-ligand kölcsönhatások kvantitatív jellemzése felületi plazmonrezonancia elvén alapuló mérési módszerrel, 38. Membrán-transzport Konferencia, Sümeg, 2008
Bátori Róbert, Serfőző Zoltán, Erdődi Ferenc: A miozin foszfatáz és a nitrogén-monoxid szintáz kölcsönhatása, 38. Membrán-transzport Konferencia, Sümeg, 2008
Bátori Róbert, Serfőző Zoltán, Erdődi Ferenc: Az endoteliális NOS és a sejtciklus: fehérje expresszió, nitroziláció és foszforiláció szerepe a szabályozásban, 39. Membrán-Transzport Konferencia, 2009
Dedinszki Dóra, Kiss Andrea, Erdődi Ferenc: Foszforilálható PP1 gátló fehérjék azonosítása THP-1 leukémiás sejtekben, 39. Membrán-Transzport Konferencia, 2009
Kiss Andrea, Bécsi Bálint, E. Kövér Katalin, Komáromi István, Erdődi Ferenc: Tannin alkotórészek protein foszfatázokat gátló hatásának molekuláris mechanizmusa, 39. Membrán-Transzport Konferencia, 2009
Kolozsvári Bernadett, Kiss Andrea, Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Bakó Éva: Fehérje foszforilációs folyamatok szerepe az aktin-miozin kölcsönhatás szabályozásában tüdő endothel sejtekben, 39. Membrán-Transzport Konferencia, 2009
Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Komáromi István, E. Kövér Katalin, Gergely Pál, Erdődi Ferenc: Inhibition of protein phosphatase-1 by tannin constituents, Europhosphatase 2009: Protein phosphatases in development and disease, 2009
Kolozsvári Bernadett, Kiss Andrea, Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Bakó Éva: Role of protein phosphorylation process in the regulation of actin-myosin interaction in pulmonary endothelial cells, Europhosphatase 2009: Protein phosphatases in development and disease, 2009
Beáta Lontay, Balázs Pál, Andrea Kiss, Zoltán Serfőtő, Áron Kőszeghy, Zoltán Rusznák, Ferenc Erdődi: The role of myosin phosphatase and Rho-A activated kinase in the neurotransmitter release, Europhosphatase 2009: Protein phosphatases in development and disease, 2009
Bátori Róbert, Serfőző Zoltán, Erdődi Ferenc: A miozin foszfatáz és a nitrogén-monoxid szintáz lokalizációjának változása, Magyar Biokémiai Egyesület Vándorgyűlése, Szeged, 2008
Gyémánt Gy, Zajácz Á, Bécsi B, Ragunath C, Ramasubbu N, Erdődi F, Batta Gy, Kandra L: Evidence for pentagalloyl glucose binding to human salivary alpha-amylase through aromatic amino acid residues, BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS 1794: (2) 291-296, 2009
Máthé C, Beyer D, Erdődi F, Serfőző Z, Székvölgyi L, Vasas G, M-Hamvas M, Jámbrik K, Gonda S, Kiss A, Szigeti Z, Surányi G: Microcystin-LR induces abnormal root development by altering microtubule organization in tissue-cultured common reed (Phragmites australis) plantlets, AQUATIC TOXICOLOGY 92:(3) 122-130, 2009
Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Erdődi Ferenc: Protein foszfatáz-1 (PP1) szabályozása a katalitikus alegységre ható effektorokkal és a regulátor alegység foszforilációjával, 40. Membrán-Transzport Konferencia, 2010
Kolozsvári Bernadett, Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Bakó Éva: A kalcineurin szerepe a miozin foszfatáz szabályozásában endothél sejtekben, 40. Membrán-Transzport Konferencia, 2010
Sipos Adrienn, Lontay Beáta, Erdődi Ferenc: A miozin foszfatáz lokalizációjának és szerepének vizsgálata a sejtmagban, 40. Membrán-Transzport Konferencia, 2010
Boratkó Anita, Czikora István, Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Csortos Csilla: Protein foszfatáz-1 katalitikus és regulátor alegységek expressziója és lokalizációja daganatos sejtekben, 40. Membrán-Transzport Konferencia, 2010
Bécsi Bálint, Erdődi Ferenc: Protein foszfatáz inhibitorok membrán asszociációjának vizsgálata felületi plazmon-rezonancia elvén alapuló mérési technikával, 40. Membrán-Transzport Konferencia, 2010
Kenessey I, Simon E, Futosi K, Bereczky B, Kiss A, Erdődi F, Gallagher JT, Tímár J, Tóvári J: Antimigratory and antimetastatic effect of heparin-derived 4-18 unit oligosaccharides in a preclinical human melanoma metastasis model, THROMBOSIS AND HAEMOSTASIS 102: 265-1273, 2009
Simon Zs, Kiss A, Erdődi F, Setiadi H, Beke Debreceni I, Nagy B, Kappelmayer J: Protein phosphatase inhibitor calyculin-A modulates activation markers in TRAP-stimulated human platelets, PLATELETS 21:(7) 1139-1145, 2010
Kolozsvári Bernadett, Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Bakó Éva: The role of calcineurin in the regulation of myosin phosphatase in endothelial cells, 10th Biennial FASEB Summer Research Conference: Protein Phosphatases, 2010
Kiss Andrea, Lontay Beáta, Gergely Pál, Erdődi Ferenc: Calyculin-A induces phosphorylation and translocation of myosin phosphatase target subunit 1 in THP-1 cells, 35th FEBS Congress: Molecules of Life, 2010
Czikora I, Kim K, Kása A, Bécsi B, Verin AD, Gergely P, Erdődi F, Csortos Cs: Characterization of the effect of TIMAP phosphorylation on its interaction with protein phosphatase 1, BIOCHIMIE 93:(7) 1139-1145, 2011
Bátori Róbert, Bécsi Bálint, Lontay Beáta, Erdődi Ferenc: Myosin phosphatase interacts with and dephosphorylates endothelial nitric oxide synthase, Europhosphatases 2011: Protein Phosphatases: From Molecules to Networks, 2011
Dedinszki Dóra, Kiss Andrea, Erdődi Ferenc: The role of inhibitor toxins and phosphorylatable inhibitory proteins of protein phosphatase-1 in mediation of retinoblastoma protein phosphorylation, Europhosphatases 2011: Protein Phosphatases: From Molecules to Networks, 2011
Kiss Andrea, Dedinszki Dóra, Gaál Zsuzsanna, Erdődi Ferenc: Identification of LIM-kinase 2 as a novel PP1 inhibitor, Europhosphatases 2011: Protein Phosphatases: From Molecules to Networks, 2011
Kolozsvári Bernadett, Kiss Andrea, Bécsi Bálint, Erdődi Ferenc: The role of calcineurin in endothelial dysfunction by the regulation of myosin phosphatase, Europhosphatases 2011: Protein Phosphatases: From Molecules to Networks, 2011
Lontay Beáta, Sipos Adrienn, Horváth Dániel, Bogdány Tamás, Erdődi Ferenc: Regulation of neurotransmitter release by protein phosphatase-1 and RhoA-activated kinase via mediating phosphorylation of synaptic proteins, Europhosphatases 2011: Protein Phosphatases: From Molecules to Networks, 2011
Altorjay I, Veréb Z, Serfozo Z, Bacskai I, Bátori R, Erdődi F, Udvardy M, Sipka S, Lányi Á, Rajnavölgyi É, Palatka K: Anti-TNF-alpha antibody (infliximab) therapy supports the recovery of eNOS and VEGFR2 protein expression in endothelial cells, International Journal of Immunopathology and Pharmacology 24:(2) 323-335, 2011
Radnai L, Rapali P, Hódi Zs, Süveges D, Molnár T, Kiss B, Bécsi B, Erdődi F, Buday L, Kardos J, Kovács M, Nyitrai L: Affinity, avidity, and kinetics of target sequence binding to LC8 dynein light chain isoforms, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 285:(49) 38649-38657, 2010
Tóth B, Garabuczi E, Sarang Z, Vereb G, Vámosi G, Aeschlimann D, Blaskó B, Bécsi B, Erdődi F, Lacy-Hulbert A, Zhang A, Falasca L, Birge RB, Balajthy Z, Melino G, Fésüs L, Szondy Z: Transglutaminase 2 is needed for the formation of an efficient phagocyte portal in macrophages engulfing apoptotic cells, JOURNAL OF IMMUNOLOGY 182:(4) 2084-2092, 2009
Beyer D, Surányi G, Vasas G, Roszik J, Erdődi F, M-Hamvas M, Bácsi I, Bátori R, Serfőző Z, Szigeti Z, Vereb G, Demeter Z, Gonda S, Máthé C: Cylindrospermopsin induces alterations of root histology and microtubule organization in common reed (Phragmites australis) plantlets cultured in vitro, TOXICON 54:(4) 440-449, 2009
Serfőző Z, Kiss PB, Kukor Z, Lontay B, Palatka K, Varga V, Erdődi F, Elekes K: Thyroid Hormones affect the Level and Activity of Nitric Oxide Synthase in Rat Cerebral Cortex during Postnatal Development, NEUROCHEMICAL RESEARCH 33:(3) 569-578, 2008
Márkász L, Hajas G, Kiss A, Lontay B, Rajnavölgyi E, Erdődi F, Oláh É: Granulocyte Colony Stimulating Factor increases drug resistance of leukaemic blast cells to daunorubicin, PATHOLOGY & ONCOLOGY RESEARCH 14:(3) 285-292, 2008
Kiss A, Bécsi B, Kolozsvári B, Komáromi I, Kövér K, Erdődi F: Epigallocatechin-3-gallate and penta-O-galloyl--D-glucose inhibit protein phosphatase-1 by binding to the hydrophobic groove at the catalytic center, FEBS Journal (közlés alatt), 2011
Lontay B, Pál B, Serfőző Z, Kőszeghy Á, Szücs G, Rusznák Z, Erdődi F: Protein phosphatase-1M and Rho-kinase are involved in the regulation of neurotransmitter release by mediating the phosphorylation status of presynaptic proteins, Journal of Neurochemistry (közlésre benyújtva), 2011



Back »