Fosfo/desfosforilación de proteínas en el control hormonal de la esteroidogénesis

• Autores: Poderoso, Cecilia
• Año de publicación: 2007
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Podestá, Ernesto J.; Arzt, Eduardo Simón
• Materia: ESTEROIDOGENESIS; MAPKS; STAR; MITOCONDRIA; FOSFORILACION; CELULAS DE LEYDIG; TRANSPORTE DE COLESTEROL; STEROIDOGENESIS; MAPKS; STAR MITOCHONDRIA; PHOSFHORYLATION; LEYDIG CELLS; CHOLESTEROL TRANSPORT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En esta Tesis de Doctorado hemos estudiado la activación hormonal de la esteroidogénesis en una línea murina de células de Leydig MA-10, en relación con la activación de las quinasas reguladas por estimulación extracelular (ERK1/2, de la familia de MAP quinasas, MAPKs). Los estudios incluyeron la estimulación hormonal de las células MA-10 y el seguimiento de la distribución subcelular de fosfo-ERK1/2 por inmunoblot y microscopía confocal. Se halló que bajo estimulación con la hormona trófica gonadotrófina coriónica (hCG) u 8Br-AMPc (un análogo permeable de su segundo mensajero, AMPc) ERK1/2 es activada y retenida en mitocondria por efecto de PKA. Este efecto está mediado por el aumento de MEK1/2 (quinasa río arriba de ERK1/2) fosforilada en mitocondria. Está bien estudiado que uno de los factores que incrementa el transporte de colesterol a la mitocondria y la producción de esteroides es la proteína StAR (Steroidogenic Acute Regulatory). Hallamos que la estimulación hormonal promueve su interacción con ERK dado que StAR posee un dominio de interacción para MAPKs. Demostramos que ERK1 fosforila StAR in vitro en el residuo de Serina232 sólo en presencia de colesterol. Se determinó su importancia al observar que la mutación de este residuo disminuye marcadamente la esteroidogénesis in vivo. De este modo, la máxima producción de progesterona se observó en mitocondrias aisladas suplementadas con colesterol más ERK1 y PKA activas. Estas observaciones nos llevan a concluir que la doble fosforilación de StAR ligado a colesterol por ERK y PKA en mitocondria, aporta cargas negativas en la proteína. Estas cargas permitirían la interacción de StAR con VDAC (voltage-dependent anion channel) asociado a multicomplejos mitocondriales, favoreciendo el transporte de colesterol a la membrana mitocondrial interna y el mantenimiento de la esteroidogénesis.
In this work, we have studied the activation of steroid production hormonally stimulated in a murine Leydig cell line MA-10 and its relationship with Extracellular-regulated kinase 1/2 (ERK1/2, from the MAP kinase family, MAPKs) activation. The study included the analysis of the subcellular localization of phosphorylated ERK1/2 by means of immunoblot and confocal microscopy. We found that under trophic stimulation with chorionic gonadotrophine (hCG) or 8Br-cAMP (permeable analogue of its second messenger, cAMP) ERK1/2 is activated and retained in mitochondria in a PKA dependent-manner. This effect is mediated by the increase in phospho-MEK1/2 (upstream ERK1/2 kinase) in mitochondria. It is well known that one of the factors that increase cholesterol transport to the mitochondria and thus steroid biosynthesis StAR (Steroidogenic Acute Regulatory) protein; we found that hormonal stimulation promoted StAR interaction with ERK through the docking domain for MAPKs present in StAR. We demonstrated the StAR is phosphorylated by ERK1 in vitro in Serine232 only in the presence of cholesterol. Its importance is established as the mutation of this Serine markedly abrogates steroidogenesis in vivo. We also determined that the maximal progesterone production cholesterolsustained by isolated mitochondria is achieved just in the presence of both active ERK1 and PKA. These observations lead us to the conclusion that double phosphorylation of mitochondrial cholesterol-bound StAR by ERK and PKA increases negative charge in StAR. This electrostatic field could allow its interaction with VDAC (voltage-dependent anion channel), included in a mitochondrial complex, favouring cholesterol transport to inner mitochondrial membrane and steroidogenesis maintenance.
Fil: Poderoso, Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.