184.0 3531
A MASP-1 dózis-függő módon vazorelaxációt okoz egér aortában 170.8 8993
15.80
157.7 4455 minute s
144.5 9917
20.00
Volts
Vehikulum
MASP-1 0,2 μM
W
24.20 29.785970
W
23.54
23.54
28.40
Channe l 12
Channel 12 Volts
Channel 8Channel 8
Analog input
24.892985
20.00
20.00
20.000000
16.46
16.46
MASP-1 0,6 μM 157.34272
MASP-1 2 μM
15.107015
167.83224
178.32175 minutes
W
12.91 144.59917
188.81127
157.74455 minutes
22.282037
12.91 133.20846
146.52931
159.85015 minutes
133.20846
146.52931
159.85015 minutes
173.17100
W
173.17100
22.905952
20.000000
Volts
Analog input
Analog input
20.000000
157.34272
167.83224 minutes
Relaxáció (prekontrakció %)
17.717963
70
17.094048
60 15.435927
50 40
14.188097
156.53849
164.73893
172.93938 minutes
30
178.32175
188.81127
20 10 0 0
0,2
0,6
MASP-1 (μM)
2
181.13983
Endotheliális NO közvetíti a MASP-1 vazorelaxáns hatását MASP-1 0,6 μM
Vad típusú (WT) egér W
23.580729
60
Endotheliális NO-szintetáz deficiens (eNOS-KO) egér aorta 157.34272
MASP-1 0,6 μM
167.83224
W
178.32175 minutes
Volts
Relaxáció (prekontrakció %)
Analog input
20.000000
50 40 30
16.419271
20 10 12.838542
0 -10
188.81127
33.692220
***
WT Volts
Analog input
26.846110
20.000000
eNOS-KO
Thrombin hatására nem deszenzitizálódnak a MASP-1 hatását közvetítő receptorok Thrombin 0,1 U/ml
Thrombin 1 U/ml
W
Thrombin 0,1 U/ml
30.05
MASP-1 0,6 μM
W
Channel 5
Volts
Channel 1
25.03
20.00
14.97
MASP-1 165.60534
178.34421
191.08308 minutes
Thrombin 1 U/ml
203.82195
W 32.46 165.60534
178.34421
191.08308 minutes
Vehikulum
Volts
Channel 7
26.23
20.00
Signaling pathways Dobó, Schroeder, Jenny, Cervenak, Závodszky, Gál Molecular Immunology, Volume 61, Issue 2, 2014, 69 - 78 13.77
203.82195
Kis dózisú MASP-1 nem okoz deszenzitizációt MASP-1 0,2 μM
MASP-1 0,6 μM
22.88
W Volts
Channel 3
20.00
17.12
MASP-1 0,2 μM
144.59917
14.24
157.74455
170.88993
184.03531 28.40
minutes
Thrombin 0,1 U/ml
W
Volts
Channel 12
24.20
20.00
15.80
Kalmodulin és az ér-reaktivitásban fontos eNOS és MLCK enzimek kölcsönhatásának szabályozása szfingolipid mediátorokkal
Benyó Zoltán SE Klinikai Kísérleti Kutatóés Humán Élettani Intézet
Liliom Károly MTA TTK Enzimológiai Intézet
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program konferencia Budapest, 2015. március 21.
Szfingolipid mediátorok Sph
S1P
SMase szerkezeti lipid
ceramidase
Cer
SM
SMaseD
SPC
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Szfingolipid mediátorok receptorai Fluo-4 fluorescence
300
S1P–S1P1
ARG 292
GLU 121
Parrill AL, Wang D, Bautista DL, Van Brocklyn JR, Lorincz Z, Fischer DJ, Baker DL, Liliom K, Spiegel S, Tigyi G (2000) J Biol Chem 275(50):39379-84., Wang DA, Lorincz Z, Bautista DL, Liliom K, Tigyi G, Parrill AL (2001) J Biol Chem 276(52):4921320.
200
HepG2
No caged-S1P
1 µM S1P
150 100 50 1 mM ATP
0 0 200
Fluo-4 fluorescence
ARG120
250
60
120
180
240
300
40 µM caged-S1P 150
100 50 0 0
Time (s) 60
120
180
240
300
A HepG2 sejtek plazmamembránján nincsenek S1P receptorok. Meyer zu Heringdorf D, Liliom K, Schaefer M, Danneberg K, Jaggar JH, Tigyi G, Jakobs KH (2003) FEBS Lett 554(3):443-9
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Melyik fehérje közvetíti az intracelluláris hatást? S1P SPC
G
GPCR
G G IP3
Sph
Ca2+
FceRI
SphK
ER
S1P
SPC
Az S1P és az SPC az IP3-receptortól függetlenül az ER thapsigarginszenzitív tartályaiból szabadítja fel a Ca2+-ionokat. A kalmodulinról ismert, hogy szabályozza az IP3-receptort. Hipotézisünk: az S1P és/vagy az SPC a kalmodulinra hatva mobilizálhatja intracellulárisan a Ca2+-ionokat.
RTK
4 Ca2+
apokalmodulin Ca2+-kalmodulin MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Az SPC a kalmodulin kompetitív gátlószere
Kovacs E, Tóth J, Vértessy BG, Liliom K (2010) Dissociation of calmodulin-target peptide complexes by the lipid mediator sphingosylphosphorylcholine: implications in calcium signaling. J Biol Chem 285(3):1799-808 Kovacs E, Liliom K (2008) Sphingosylphosphorylcholine as a novel calmodulin inhibitor. Biochem J 410(2):427-37 MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Kalmodulin kölcsönhatása szfingozinnal Affinitás + sztöchiometria Sph : CaM Kd
1. process
2. process
~300 : 1
~ 30 : 1
Sph – Ca2+-CaM kristályszerkezete
Funkcionális esszék
4.2 ± 2.6 nM 0.13 ± 0.09 µM
Sph+apoCaM
Sph : CaM Kd
1. process 2. process ~80 : 1 ~8:1 6.0 ± 1.9 nM 0.64 ± 0.20 µM
Sph+Ca2+-CaM
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
A kalmodulin SPC és Sph hatására zárt inhibitorikus konformációt vesz fel Sph
SPC
M13 target peptid
Kovacs E, Harmat V, Tóth J, Vértessy BG, Módos K, Kardos J, Liliom K (2010) Structure and mechanism of calmodulin binding to a signaling sphingolipid reveal new aspects of lipid-protein interactions. FASEB J 24 (10): 3829-3839 MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
eNOS és MLCK az értónus szabályozásában S1P
szfingozin in vivo ? S1P
S1Pr PLC → Ca2+CaM → eNOS → NO
S1Pr sGC
Relaxáció
MLCK ← Ca2+CaM ← PLC
Kontrakció
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
A szfingozin gátolja az eNOS aktivitását in vitro
Az eNOS enzimet növekvő koncentrációjú kalmodulinnal aktiváltuk. 100 mM szfingozin mindegyik koncentrációban gátlást fejt ki.
Az eNOS enzimet közepes koncentrációjú kalmodulinnal aktiváltuk. A szfingozin koncentráció-függő módon gátolja az eNOSt.
A szfingozin gátolja a kalmodulin-függő foszfodiészterázt, kalcineurint, neuromodulint és eNOSt. MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Szfingozin (B panel: 10 µM, D panel: 50 µM) ill. vehikulumának (A és C panelek) hatása az acetilkolin endotélium-függő vazorelaxációs hatására A
B
C
D
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Szfingozin (10 µM és 50 µM) ill. vehikulumának hatása az NO-donor nátrium-nitroprusszid (SNP) vazorelaxáns hatására
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Szfingozin (30 nmol/g, i.a.) hatása az artériás középnyomásra és a szívfrekvenciára 450 425
115
400
110 375
105
350
100
325
Artériás középnyomás 95
Szívfrekvencia
300 275
90 250 85
Szívfrekvencia (1/perc)
Artériás középnyomás (Hgmm)
120
225
80
200
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
Idő (perc)
7
8
9
10 11
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
A szfingozin kalmodulin-függő módon gátolja az eNOS aktivitását artéria-szeleteken ex vivo S1P Sph S1P
S1Pr Sph? PLC → Ca2+CaM → eNOS → NO S1Pr sGC
Relaxáció
MLCK ← Ca2+CaM ← PLC
Kontrakció
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
eNOS és MLCK az értónus szabályozásában S1P
Szfinganin ? Ceramid ? S1P
S1Pr PLC → Ca2+CaM → eNOS → NO S1Pr sGC
Relaxáció
MLCK ← Ca2+CaM ← PLC
Kontrakció
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom
Köszönetnyilvánítás Ruisanchez Éva
Juhász Tünde
Köszönjük a MedInProt támogatását!
MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Program, Budapest 2015. március 21. Benyó-Liliom