Biochemical, biophysical, and functional properties of ICA512/IA-2 RESP18 homology domain
- Autores
- Sosa, Laura; Torkko, Juha M.; Primo, Maria Evangelina; Llovera, Ramiro Esteban; Toledo, Pamela Ludmila; Rios, Antonella Soledad; Gonzalez Flecha, Francisco Luis; Trabucchi, Aldana; Valdez, Silvina Noemi; Poskus, Edgardo; Solimena, Michele; Ermacora, Mario Roberto
- Año de publicación
- 2016
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Background ICA512 (or IA-2/PTPRN) is a transmembrane protein-tyrosine phosphatase located in secretory granules of neuroendocrine cells. Previous studies implied its involvement in generation, cargo storage, traffic, exocytosis and recycling of insulin secretory granules, as well as in β-cell proliferation. While several ICA512 domains have been characterized, the function and structure of a large portion of its N-terminal extracellular (or lumenal) region are unknown. Here, we report a biophysical, biochemical, and functional characterization of ICA512-RESP18HD, a domain comprising residues 35 to 131 and homologous to regulated endocrine-specific protein 18 (RESP18). Methods Pure recombinant ICA512-RESP18HD was characterized by CD and fluorescence. Its binding to insulin and proinsulin was characterized by ELISA, surface plasmon resonance, and fluorescence anisotropy. Thiol reactivity was measured kinetically. Targeting of ΔRESP18HD ICA512-GFP to the membrane of insulinoma cells was monitored by immunofluorescence. Results ICA512-RESP18HD possesses a strong tendency to aggregate and polymerize via intermolecular disulfide formation, particularly at pH > 4.5. Its cysteine residues are highly susceptible to oxidation forming an intramolecular disulfide between cysteine 53 and 62 and intermolecular disulfides via cysteine 40 and cysteine 47. The regulated sorting of ICA512 to secretory granules in INS-1 cells was impaired by deletion of RESP18HD. ICA512-RESP18HD binds with high-affinity to insulin and proinsulin. Conclusions RESP18HD is required for efficient sorting of ICA512 to secretory granules. General significance RESP18HD is a key determinant for ICA512 granule targeting.
Fil: Sosa, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina
Fil: Torkko, Juha M.. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. German Center for Diabetes Research; Alemania. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics; Alemania
Fil: Primo, Maria Evangelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina
Fil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina
Fil: Toledo, Pamela Ludmila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina
Fil: Rios, Antonella Soledad. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina
Fil: Gonzalez Flecha, Francisco Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Fil: Trabucchi, Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina
Fil: Valdez, Silvina Noemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina
Fil: Poskus, Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina
Fil: Solimena, Michele. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. German Center for Diabetes Research; Alemania. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics; Alemania
Fil: Ermacora, Mario Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina - Materia
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Here, we report a biophysical, biochemical, and functional characterization of ICA512-RESP18HD, a domain comprising residues 35 to 131 and homologous to regulated endocrine-specific protein 18 (RESP18). Methods Pure recombinant ICA512-RESP18HD was characterized by CD and fluorescence. Its binding to insulin and proinsulin was characterized by ELISA, surface plasmon resonance, and fluorescence anisotropy. Thiol reactivity was measured kinetically. Targeting of ΔRESP18HD ICA512-GFP to the membrane of insulinoma cells was monitored by immunofluorescence. Results ICA512-RESP18HD possesses a strong tendency to aggregate and polymerize via intermolecular disulfide formation, particularly at pH > 4.5. Its cysteine residues are highly susceptible to oxidation forming an intramolecular disulfide between cysteine 53 and 62 and intermolecular disulfides via cysteine 40 and cysteine 47. The regulated sorting of ICA512 to secretory granules in INS-1 cells was impaired by deletion of RESP18HD. ICA512-RESP18HD binds with high-affinity to insulin and proinsulin. Conclusions RESP18HD is required for efficient sorting of ICA512 to secretory granules. General significance RESP18HD is a key determinant for ICA512 granule targeting.Fil: Sosa, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; ArgentinaFil: Torkko, Juha M.. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. German Center for Diabetes Research; Alemania. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics; AlemaniaFil: Primo, Maria Evangelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; ArgentinaFil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Toledo, Pamela Ludmila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Rios, Antonella Soledad. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Gonzalez Flecha, Francisco Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Trabucchi, Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; ArgentinaFil: Valdez, Silvina Noemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; ArgentinaFil: Poskus, Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; ArgentinaFil: Solimena, Michele. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. German Center for Diabetes Research; Alemania. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics; AlemaniaFil: Ermacora, Mario Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. 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Targeting of ΔRESP18HD ICA512-GFP to the membrane of insulinoma cells was monitored by immunofluorescence. Results ICA512-RESP18HD possesses a strong tendency to aggregate and polymerize via intermolecular disulfide formation, particularly at pH > 4.5. Its cysteine residues are highly susceptible to oxidation forming an intramolecular disulfide between cysteine 53 and 62 and intermolecular disulfides via cysteine 40 and cysteine 47. The regulated sorting of ICA512 to secretory granules in INS-1 cells was impaired by deletion of RESP18HD. ICA512-RESP18HD binds with high-affinity to insulin and proinsulin. Conclusions RESP18HD is required for efficient sorting of ICA512 to secretory granules. General significance RESP18HD is a key determinant for ICA512 granule targeting. Fil: Sosa, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina Fil: Torkko, Juha M.. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. German Center for Diabetes Research; Alemania. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics; Alemania Fil: Primo, Maria Evangelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina Fil: Llovera, Ramiro Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina Fil: Toledo, Pamela Ludmila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina Fil: Rios, Antonella Soledad. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina Fil: Gonzalez Flecha, Francisco Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina Fil: Trabucchi, Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina Fil: Valdez, Silvina Noemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina Fil: Poskus, Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; Argentina Fil: Solimena, Michele. Paul Langerhans Institute Dresden; Alemania. German Center for Diabetes Research; Alemania. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics; Alemania Fil: Ermacora, Mario Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. 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Background ICA512 (or IA-2/PTPRN) is a transmembrane protein-tyrosine phosphatase located in secretory granules of neuroendocrine cells. Previous studies implied its involvement in generation, cargo storage, traffic, exocytosis and recycling of insulin secretory granules, as well as in β-cell proliferation. While several ICA512 domains have been characterized, the function and structure of a large portion of its N-terminal extracellular (or lumenal) region are unknown. Here, we report a biophysical, biochemical, and functional characterization of ICA512-RESP18HD, a domain comprising residues 35 to 131 and homologous to regulated endocrine-specific protein 18 (RESP18). Methods Pure recombinant ICA512-RESP18HD was characterized by CD and fluorescence. Its binding to insulin and proinsulin was characterized by ELISA, surface plasmon resonance, and fluorescence anisotropy. Thiol reactivity was measured kinetically. Targeting of ΔRESP18HD ICA512-GFP to the membrane of insulinoma cells was monitored by immunofluorescence. Results ICA512-RESP18HD possesses a strong tendency to aggregate and polymerize via intermolecular disulfide formation, particularly at pH > 4.5. Its cysteine residues are highly susceptible to oxidation forming an intramolecular disulfide between cysteine 53 and 62 and intermolecular disulfides via cysteine 40 and cysteine 47. The regulated sorting of ICA512 to secretory granules in INS-1 cells was impaired by deletion of RESP18HD. ICA512-RESP18HD binds with high-affinity to insulin and proinsulin. Conclusions RESP18HD is required for efficient sorting of ICA512 to secretory granules. General significance RESP18HD is a key determinant for ICA512 granule targeting. |
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