ADP ribosylation factor 6 (ARF6) promotes acrosomal exocytosis by modulating lipid turnover and Rab3A activation

Autores
Pelletán, Leonardo Enuar; Suhaiman, Laila; Vaquer, Cintia Celina; Bustos, Matias Alberto; de Blas, Gerardo Andrés; Vitale, Nicolas; Mayorga, Luis Segundo; Belmonte, Silvia Alejandra
Año de publicación
2015
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Regulated secretion is a central issue for the specific function of many cells; for instance, mammalian sperm acrosomal exocytosis is essential for egg fertilization. ARF6 (ADP-ribosylation factor 6) is a small GTPase implicated in exocytosis, but its downstream effectors remain elusive in this process. We combined biochemical, functional, and microscopy-based methods to show that ARF6 is present in human sperm, localizes to the acrosomal region, and is required for calcium and diacylglyc-erol-induced exocytosis. Results from pulldown assays show that ARF6 exchanges GDP for GTP in sperm challenged with different exocytic stimuli. Myristoylated and guanosine 5″-3-O-(thio)triphosphate (GTPγS)-loaded ARF6 (active form) added to permeabilized sperm induces acrosome exocytosis even in the absence of extracellular calcium.Weexplore the ARF6 signaling cascade that promotes secretion. We demonstrate that ARF6 stimulates a sperm phospholipase D activity to produce phosphatidic acid and boosts the synthesis of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate. We present direct evidence showing that active ARF6 increases phospholipase C activity, causing phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate hydrolysis and inositol 1,4,5-trisphosphate-dependent intra-acrosomal calcium release. We show that active ARF6 increases the exchange of GDP for GTP on Rab3A, a prerequisite for secretion.Wepropose that exocytic stimuli activate ARF6, which is required for acrosomal calcium efflux and the assembly of the membrane fusion machinery. This report highlights the physiological importance ofARF6as a key factor for human sperm exocytosis and fertilization.
Fil: Pelletán, Leonardo Enuar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Suhaiman, Laila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Vaquer, Cintia Celina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Bustos, Matias Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: de Blas, Gerardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Vitale, Nicolas. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Université de Strasbourg; Francia
Fil: Mayorga, Luis Segundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
Fil: Belmonte, Silvia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; Argentina
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
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Institución
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Results from pulldown assays show that ARF6 exchanges GDP for GTP in sperm challenged with different exocytic stimuli. Myristoylated and guanosine 5″-3-O-(thio)triphosphate (GTPγS)-loaded ARF6 (active form) added to permeabilized sperm induces acrosome exocytosis even in the absence of extracellular calcium.Weexplore the ARF6 signaling cascade that promotes secretion. We demonstrate that ARF6 stimulates a sperm phospholipase D activity to produce phosphatidic acid and boosts the synthesis of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate. We present direct evidence showing that active ARF6 increases phospholipase C activity, causing phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate hydrolysis and inositol 1,4,5-trisphosphate-dependent intra-acrosomal calcium release. 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Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Vaquer, Cintia Celina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Bustos, Matias Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: de Blas, Gerardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Vitale, Nicolas. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Université de Strasbourg; FranciaFil: Mayorga, Luis Segundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Belmonte, Silvia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaAmerican Society for Biochemistry and Molecular Biology2015-04info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/142316Pelletán, Leonardo Enuar; Suhaiman, Laila; Vaquer, Cintia Celina; Bustos, Matias Alberto; de Blas, Gerardo Andrés; et al.; ADP ribosylation factor 6 (ARF6) promotes acrosomal exocytosis by modulating lipid turnover and Rab3A activation; American Society for Biochemistry and Molecular Biology; Journal of Biological Chemistry (online); 290; 15; 4-2015; 9823-98410021-9258CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://www.jbc.org/content/290/15/9823.abstract?sid=012dc003-48e2-433c-8335-0c24f43399f8info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1074/jbc.M114.629006info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-03T09:44:50Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/142316instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-03 09:44:50.456CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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