Una nueva función para un factor intercambiador de GDP/GTP

• Autores: Hochbaum, Daniel
• Año de publicación: 2004
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Coso, Omar Adrián
• Materia: GEF; MAPK; GTPASA; SEGUNDO MENSAJERO; FACTOR DE TRANSCRIPCION; GEF; MAPK; GTPASE; SECOND MESSENGER; TRANSCRIPTION FACTOR
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Factores intercambiadores de GDP/GTP (GEFs), y sus proteinas G asociadasson piezas fundamentales en la maquinaria que transduce información desde el medioextracelular hacia respuestas específicas intracelulares. Entre ellas, la cascada de MAPKs, representa una via efectora ampliamente representada. De forma análoga a la activación de la vía ERK-1/2 dependiente de Ras,miembros de la familia Rho de proteínas G son capaces de activar la cascada de JNK,al ser cargado GTP, por sus correspondientes GEFs. En la búsqueda de nuevos reguladores de la actividad de JNK, hemosidentificado a EPAC como un fuerte activador de JNK-1, EPAC (Exchange Protein Activated by CAMP) es un miembro de la creciente familia de GEFs que intercambiannucleótidos sobre la subfamilia Rap de proteinas G de Ia familia Ras. En la presente tesis, reportamos que mientras EPAC activa a JNK varias veces,una mutante constitutivamente activa de Rap1b (G12V), no es capaz, sugiriendo que Rap-GTP no es suficiente para transducir señales dependientes de EPAC hacia laactivación de JNK. Es más, la señalización de EPAC a JNK no es bloqueada por lainactivación de Rap endógena, sugiriendo que la activación de Rap no es necesariapara esta respuesta. Consistentemente con estas observaciones, la utilización de mutantes quetienen delecionados dominios proteicos, muestran que el dominio catalitico GEF no esnecesario para la activación de JNK mediada por EPAC. Estos estudios identificaronuna región que se superpone con el dominio REM de EPAC, como crítico para laactivación de JNK. De hecho, el dominio REM aislado es suficiente para activar JNK. Mediante a utilización de mutantes dominantes negativas de la cascada de JNK,hemos identificado a la familia Rho de pequeñas proteínas G como blanco de EPAC, enla activación de JNK. Incluso, una actividad intercambiadora de nucleótido para Rac y Cdc42, se encuentra presente en inmunoprecipitados de EPAC, sugiriendo la formaciónde un complejo entre EPAC y un putativo GEF para estas proteinas G. Concluimos que EPAC señaliza a la cascada de JNK a través de un nuevomecanismo que no involucra su canónica acción catalitica, ej: intercambio de GDP/GTPsobre proteínas Rap. Esto representa no solo una nueva vía de activación de JNK, sinoun mecanismo aún no descripto de señalización río abajo de EPAC.
Guanine Nucleotide Exchange Factors (GEFs) and their associated GTP bindingproteins (G-proteins) are key regulatory elements in the signal transduction machinerythat relays information from the extracellular environment into specific intracellularresponses. Among them, the MAPK cascades represent ubiquitous downstream effectorpathways. We have previously described that, analogous to the Ras-dependentactivation of the Erk-1/2 pathway, members of the Rho family of small G-proteinsactivate the JNK cascade when GTP is loaded by their corresponding GEFs. Searchingfor novel regulators of JNK activity we have identified EPAC as a strong activator of JNK-1. EPAC (Exchange Protein Activated by CAMP)is a member of a growing family of GEFs that specifically display exchange activity on the Rap subfamily, of Ras small G-proteins. We report here that while EPAC activates the JNK several fold, a constitutivelyactive (G12V) mutant of Rap1b does not, suggesting that Rap-GTP is not sufficient totransduce EPAC-dependent JNK activation. Moreover, EPAC signaling to the JNKs wasnot blocked by inactivation of endogenous Rap suggesting that Rap activation is notnecessary for this response. Consistent with these observations, domain deletion mutantanalysis shows that the catalytic GEF domain is dispensable for EPAC-mediatedactivation of JNK. These studies identified a region overlapping the REM domain ascritical for JNK activation. Consistent with this, an isolated REM domain from EPAC issufficient to activate JNK. Using dominant negative mutants of the JNK cascade, weidentified the Rho family of small G proteins as a target for Epac mediated JNKactivation. Indeed, an exchange activity towards Rac and Cdc42, is present in Epacimmunoprecipitates, suggesting the formation of a complex between Epac and aputative GEF for these G proteins. We conclude that EPAC signals to the JNK cascadethrough a new mechanism that does not involve its canonical catalytic action, i.e. Rapspecific GDP/GTP exchange. This represents not only a novel way to activate the JNKsbut also a yet undescribed mechanism of downstream signaling by EPAC.
Fil: Hochbaum, Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.