Structural study of the sacro/endoplasmic reticulum Ca2+ ATPase 3 proteins and the modulation of the machinery of Ca2+-transport proteins during the differentation of non-muscle cells
A szarko/endoplazmatikus retikulum Ca2+ ATPáz 3 szerkezet-elemzése és a nem-izom típusú sejtek Ca2+ -transzport fehérje készletének változásai sejtdifferenciáció során
Title in English
Structural study of the sacro/endoplasmic reticulum Ca2+ ATPase 3 proteins and the modulation of the machinery of Ca2+-transport proteins during the differentation of non-muscle cells
Panel
Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent
Membrane Biology Research Group (Office for Research Groups Attached to Universities and Other Institutions)
Participants
Andrikovics, Hajnalka Csókay, Katalin Enyedi, Ágnes Tordai, Attila
Starting date
2004-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
3.109
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A Ca2+ függő sejtélettani folyamatok szabályozásában fontos szerepet betöltő szarko/endoplazmás retikulum (SERCA) és plazmamembrán (PMCA) Ca2+ATPázokat vizsgáltuk.
Endogén, valamint vad típusú és mutáns rekombináns SERCA3 fehérjék tripszines proteolízisét elemezve kimutattuk két, kinetikailag eltérő fragmentációs profil párhuzamos megjelenését. Irányított mutagenezissel azonosítottunk néhány tripszines hasítási helyet. Eredményeink arra utalnak, hogy natív membránkörnyezetben a fragmentációs profilok a SERCA3 fehérje eltérő konformációs állapotaihoz rendelhetőek.
Korábbi munkáinkhoz kapcsolódva elemeztük a gyomor-/béltumorsejtek differenciációja, és a SERCA és PMCA fehérjék expressziója, funkciója közötti összefüggéseket. Számos differenciációs modellben igazoltuk, hogy az éretlen sejtekben alacsony szinten kifejeződő SERCA3 és PMCA4b izoformák expressziója erősen indukálódik a tumorsejtek differenciációja során. A SERCA fehérjék funkcionális gátlása elősegítette egyes béltumorsejtek differenciációját. A béltumorok kialakulásában fontos APC/b-katenin/TCF4 jelátviteli út gátlása indukálta a SERCA3 expressziót. Különböző stádiumú béltumorokból nyert szöveti metszetek immunhisztokémiai vizsgálatai szerint a SERCA3 expresszió defektusa már a tumorok kialakulásának korai szakaszában jelentkezik. Eredményeink alapján felvetjük annak lehetőségét, hogy a gyomor-/béltraktusban egyes Ca2+ transzporterek, mint markerfehérjék, segíthetik malignus elváltozások kialakulásának és fenotípusának meghatározását, és diagnosztikai fejlesztések potenciális célpontjai lehetnek.
Results in English
We studied the sarco/endoplasmic reticulum (SERCA) and plasma membrane (PMCA) Ca2+ATPases. The proper functions of these proteins are essential in the regulation of Ca2+-dependent cellular processes.
Limited tryptic digestion of endogenously expressed or wild-type and mutant recombinant SERCA3 proteins resulted in two distinct fragmentation profiles. Using site-directed mutagenesis approach some of the tryptic sites were determined. Our data indicated that the SERCA3 fragmentation profiles were related to different conformational states of the enzyme.
To further explore our previous work, we investigated the expression and function of various SERCA and PMCA isoforms during the differentiation of gastric/colon cancer cells. Using a wide range of model cells and differentiation protocols, strong induction of SERCA3 and PMCA4b expression were detected in differentiating cancer cells. Inhibition of SERCA function induced the maturation of colon cancer cells. Inhibition of the APC/b-catenin/TCF4 signaling pathway, essential during colon carcinogenesis, resulted in up-regulated SERCA3 expression. Immunohystochemical analysis of various tissue sections from colonic lesions, adenomas and adenocarcinomas showed that loss of SERCA3 expression is an early event during colon carcinogenesis. Our data suggest that some Ca2+ transport proteins could serve as new biomarkers for the analysis of the formation and phenotype of gastric/colon tumors, and should help in novel diagnostic development.
Papp B; Brouland JP; Gelebart P; Kovacs T; Chomienne C: Endoplasmic reticulum calcium transport ATPase expression during differentiation of colon cancer and leukaemia cells, Biochem. Biophys. Res. Commun. 322:1223-1236, 2004
Bobe R, Bredoux R, Corvazier E, Lacabaratz-Porret C, Martin V, Kovacs T, Enouf J: How many Ca(2)+ATPase isoforms are expressed in a cell type? A growing family of membrane proteins illustrated by studies in platelets., Platelets. 16(3-4):133-150, 2005
Bobe R; Bredoux R; Corvazier E; Martin V; Gélébart P; Lacabaratz-Porret C; Launay S; Fanchaouy M; Dally S; Chaabane C; Kovács T; Enouf J: Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+ATPase (SERCA) isoforms: 1998: 5 proteins; 2005: 14 proteins, Current Topics in Biochemical Research, Vol.7: 1-16, 2005
Brouland JP, Gelebart P, Kovács T, Enouf J, Grossmann J. Papp B:: The loss of sarco/endoplasmic reticulum calcium transport ATPase 3 expression is an early event during the multistep process of colon carcinogenesis., Am J Pathol. 167:233-242, 2005
Kovács T; Ribiczey P; Papp B; Tordai A; Enyedi Á; Filoteo AG; Penniston JT; Andrikovics H; Enouf J:: Isoform-specific modulation of plasma membrane calcium ATPase (PMCA) expression during differentiation of colon cancer cells., In: XVI. Nemzetközi Semmelweis Szimpózium és VI. Magyar Sejtanalitika Konferencia, Budapest, 2007. November 15-17. Poszter: A-0011, 2007
Ribiczey P; Tordai A; Andrikovics H; Filoteo AG; Penniston JT; Enouf J; Enyedi Á; Papp B; Kovács T: Isoform-specific up-regulation of plasma membrane Ca2+ATPase expression during colon and gastric cancer cell differentiation, Cell Calcium 42(6):590-605, 2007
Bors A; Ribiczey P; Köblös G; Brózik A; Ujfaludi Z; Magócsi M; Váradi A; Tordai A; Kovács T; Arányi T: External cell control polymerase chain reaction: replacing internal standards with an unbiased strategy for quantitative polymerase chain reaction normalization., Anal. Biochem. 372(2):261-263, 2008
Corvazier E, Bredoux R, Kovács T, Enouf J: Expression of sarco/endoplasmic reticulum Ca2+ATPase (SERCA) 3 proteins in two major conformational states in native human cell membranes., Biochim. Biophys. Acta 1788: 587-599, 2009
Bors A; Ribiczey P; Brózik A; Magócsi M; Váradi A; Tordai A; Kovács T; Arányi T: Semi-internal control quantitative RT-PCR (sicPCR): a new technique for reliable detection of subtle changes in mRNA expression, Magyar Szabadalmi Hivatal Lajstromszám: P0600159 (Bejelentés dátuma: 2006. 02. 23.), 2006
Bors A, Ribiczey P, Köblös G, Brózik A, Ujfaludi, Magócsi M, Váradi A, Tordai A, Kovács T, Arányi T: External cell control quantitative assay., Office: International Bureau of the WIPO; Date: 22 February 2007. Applicant: Institute of Enzymology of the Biological Research Center of HAS; Appl. No: PCT/IB2007/050571, 2007
