Lizofoszfolipid mediátorok receptorai. Szfingo- és glicerolipid növekedési faktorokat kötő fehérjék azonosítása és jellemzése.
Title in English
Identification and characterization of specific proteins for sphingo- and glycerolipid growth factors
Panel
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent
Institute of Enzymology, BRC, Hungarian Academy of Sciences
Participants
Meyer zu Heringdorf, Dagmar
Starting date
2003-01-01
Closing date
2006-12-31
Funding (in million HUF)
9.400
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A legegyszerűbb foszfolipidek, a lizofoszfatidsav (LPA) és a szfingozin-1-foszfát (S1P) jelátvivő molekulák, amelyek részt vesznek a sejtek túlélésének, osztódásának és mozgásainak szabályozásában az egyszerű organizmusoktól az emberig. Kutatásaink célja ezen foszfolipidek hatásmechanizmusának megismerése, a kölcsönható fehérjék azonosítása.
Az LPA és az S1P hatását elsősorban sejtfelszíni receptorokon keresztül fejti ki. Az LPA-receptortípusokra szelektív aktiváló és gátló molekulák két új csoportját azonosítottuk és jellemeztük: a zsíralkohol-foszfátokat és az oligoprenil-foszfátokat. Sikeresen azonosítottuk az S1P1-es típusú receptor ligandkötésében résztvevő apoláros aminosavakat, teljessé téve ezzel korábbi munkánkat a kötőhely feltérképezésére. Eredményeink a lizofoszfolipid receptorok farmakológiai vizsgálatának új lehetőségeit teremtik meg.
Az S1P különlegessége, hogy másodlagos hírvivő is. Egyértelmű bizonyítékot szolgáltattunk arra, hogy az S1P valóban intracellulárisan is képes a kalcium-ionok felszabadítására. Legújabban kimutattuk, hogy az S1P-rokon szfingozilfoszforilkolin köti és gátolja a kalcium hatását univerzálisan közvetítő kalmodulint.
Az S1P a sejtben keletkezik, tehát sejtfelszíni receptorai aktiválásához ki kell jutnia onnan. Vizsgáltuk egyes ABC-transzporterek szerepét ebben a folyamatban. Kimutattuk, hogy az MRP1-fehérje az S1P egyik lehetséges kipumpálója. E fehérje működése során fellépő kooperatív kölcsönhatásokat is azonosítottunk.
Results in English
The simplest phospholipids, lysophosphatidic acid (LPA) and sphingosine-1-phosphate (S1P) are lipid mediators regulating survival, proliferation, and migration of cells. Our aim is to characterize the mechanisms of action of these phospholipids and to identify their interacting proteins.
LPA and S1P exert their actions mainly through cell surface G protein-coupled receptors. We identified two new sets of LPA receptor subtype selective ligands: fatty alcohol phosphates and oligoprenyl phosphates. We also successfully completed the mapping of the ligand binding pocket of the S1P1 receptor, by determining the amino acids lining the hydrophobic part of the binding site. Our results make new pharmacologic interventions possible at lysophospholipid receptors.
S1P is unique because it also acts as a second messenger. We provided strict evidence for the action of S1P on the intracellular calcium mobilization from endoplasmic reticulum, independent of cell surface receptors. Very recently we have shown that the related lipid sphingosylphosphorylcholine binds to and inhibits the actions of calmodulin, the ubiquitous calcium sensor of cells.
S1P is formed inside cells by the action of sphingosine kinases. It should leave the cell to act as an autocrine/paracrine mediator. We investigated the role of ABC transporters in this process and identified MRP1 as a potential efflux pump for S1P. We also identified cooperative interactions between the ATP and drug binding sites of MRP1.
Szentpetery Z, Kern A, Liliom K, Sarkadi B, Varadi A, Bakos E: The role of the conserved glycines of ATP-binding cassette signature motifs of MRP1 in the communication between the substrate-binding site and the catalyticcenters, J Biol Chem. 279(40):41670-8, 2004
Kern A, Szentpetery Z, Liliom K, Bakos E, Sarkadi B, Varadi A: Nucleotides and transported substrates modulate different steps of the ATPase catalytic cycle of MRP1 multidrug transporter, Biochem J. 380(Pt 2):549-60, 2004
Meyer zu Heringdorf D, Liliom K, Schaefer M, Danneberg K, Jaggar JH, TigyiG, Jakobs KH: Photolysis of intracellular caged sphingosine-1-phosphate causes Ca2+mobilization independently of G-protein-coupled receptors, FEBS Letters 554(3):443-9, 2003
Virag T, Elrod DB, Liliom K, Sardar VM, Parrill AL, Yokoyama K, Durgam G,Deng W, Miller DD, Tigyi G: Fatty alcohol phosphates are subtype-selective agonists and antagonists of lysophosphatidic acid receptors, Mol Pharmacol. 63(5):1032-42, 2003
Gábor Grósz, Károly Liliom, László Takács, Zsigmond Fehér: Expression of the human sphingosine kinases (huSphKs) in the yeast Saccharomyces cerevisiae, First Conference on Basic and Clinical Immunogenomics, Budapest, 2004
Durgam GG, Virag T, Walker MD, Tsukahara R, Yasuda S, Liliom K, van Meeteren LA, Moolenaar WH, Wilke N, Siess W, Tigyi G, Miller DD: Synthesis, structure-activity relationships, and biological evaluation of fatty alcohol phosphates as lysophosphatidic acid receptor ligands, activators of PPARgamma, and, J Med Chem 48(15):4919-30, 2005
Liliom K, Tsukahara T, Tsukahara R, Zelman-Femiak M, Swiezewska E, and Tigyi G: Farnesyl phosphates are endogenous ligands of lysophosphatidic acid receptors: inhibition of LPA GPCR and activation of PPARs, Biochim Biophys Acta 1761(12):1506-14, 2006
Fujiwara Y, Osborne DA, Walker MD, Wang DA, Bautista DA, Liliom K, Van Brocklyn JR, Parrill AL, Tigyi G: Identification of the hydrophobic ligand binding pocket of the S1P1 receptor, J Biol Chem 282(4):2374-85, 2007
Liliom K: How sphingosine-1-phosphate is exported through the plasma membrane?, 30th FEBS and 9th IUBMB Congress, Budapest, 2005
Grósz G, Liliom K, Takács L, and Fehér Z: Expression of the human sphingosine kinases (huSPHKs) evokes intracellular Ca2+ release in yeast cells, 30th FEBS and 9th IUBMB Congress, Budapest, 2005
Nagy E, Szeri F, Váradi A, and Liliom K: Transmembrane export of sphingosine-1-phosphate by multidrug resistance-associated proteins, 30th FEBS and 9th IUBMB Congress, Budapest, 2005
Kovacs E, Liliom K: Sphingosylphosphorylcholine as a novel calmodulin inhibitor, J Biol Chem, közlésre beküldve, 2007
