Paper de la proteïna HERC1 en la via de senyalització de mTOR. Erk i p38 reguladors de la senyalització per aminoàcids

• Autores: Eduard Casas Terradellas
• Directores de la Tesis: José Luis Rosa López (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2009
• Idioma: catalán
• Tribunal Calificador de la Tesis: Santiago Ambrosio Viale (presid.), Albert Tauler Girona (secret.), Manel Joaquin Caudet (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • D'acord amb el comitè de nomenclatura gènica (HGNC) de l'organització del genoma humà (HUGO), es defineix com a proteïna HERC tota aquella proteïna que conté com a mínim i de forma conjunta un domini HECT i un domini RCC1 like (RLD) en la seva seqüència. En l'actualitat s'han identificat 6 membres per aquesta família de proteïnes d'entre les quals la proteïna HERC1 és la primera que es va identificar i el membre fundador de la família. La identificació d'aquesta proteïna va tenir lloc mitjançant la búsqueda de seqüències oncogèniques humanes a partir de cèl·lules de càncer de mama, i tot i que s'ha observat la seva sobrexpressió en diferents càncers, i que s'ha descrit la seva interacció amb difererents proteïnes involucrades amb processos de tràfic de membrana, a dia d'avui no es coneix encara quina es la seva funció fisiològica. L'objectiu principal d'aquesta tesi ha estat l'estudi del paper de la proteïna HERC1 en la via de senyalització de mTOR. Amb l'objectiu de facilitar aquest estudi vàrem idear en primer lloc un sistema per a l'estudi de proteïnes gegants per PAGE/SDS que al mateix temps ens permetés l'anàlisi de proteïnes amb pesos moleculars menors en un sol gel. Aquest sistema el vàrem anomenar LAG gel (Low Acrylamide Gradient gel), i consisteix en un gel que combina de forma contínua un gel de poliacrilamida de baix percentatge d'acrilamida (4%) i una proporció menor de l'habitual d'acrilamida:bisacrilamida (80:1) (que permet l'entrada de les proteïnes gegants al gel) amb un gel en gradient del 6 al 15% amb una proporció acrilamida/bisacrilamida de 40:1. Hem comprobat que aquest sistema permet separar proteïnes des de 5 KDa fins a proteïnes gegants en únic gel, amb els avantatges que això comporta pel que fa al estalvi de temps i de reactius. A l'any 2006, en col·laboració amb el nostre laboratori, es va descriure que HERC1 interacciona amb la tuberina (TSC2), una proteïna que juntament amb l'hamarina (TSC1) forma el complex de l'esclerosi tuberosa (TSC). Aquest complex actua com a regulador negatiu de la via de senyalització de mTOR, estimulant l'activitat GTPasa de Rheb a través del domini GAP de TSC2. En aquest treball hem comprovat que HERC1 s'associa als dos components de l'esclerosi tuberosa (tuberina i hamartina) estabilitzant aquest complex. A més a més, hem observat com aquesta interacció té lloc en menor grau amb els mutants de TSC2 identificats en pacients d'esclerosi tuberosa R611Q i R905Q, és independent de la inhibició de la via de señalización de mTOR induïda por dejuni o de la seva activació mitjançant aminoàcids o insulina. En canvi, tot i aquestes interaccions, HERC1 no sembla participar en la fosforilació de proteïnes involucrades en la via de mTOR com les p70 S6K, 4EBP1, Akt o S6, ni tampoc en la regulació del procés de l'autofàgia. En canvi, si que afecta a un altre procés mTOR dependent com és la biogénesi de ribosomes. En aquest sentit hem pogut comprovar mitjançant experiments de silenciació del gen d'HERC1 que la disminució dels nivells d'HERC1 provoca disminucions significatives dels nivells d'ADN ribosomal 18S així com de l'actividad del promotor d'aquest gen.La realització d'experiments d'activació amb aminoàcids per a l'estudi del paper de la proteïna HERC1 en la via de senyalització de mTOR ens va permetre observar que el tractament amb aminoàcids indueix la fosforilació de una proteïna de 80-90 KDa, però no de la isoforma p70 de la S6K1. Aquesta observació ens va portar a l'estudi de l'activació de la p70 S6K1 en resposta a aminoàcids, observant que en respuesta a aquests nutrients es produeix l'activació de les proteïnes quinasa activades por MAPKs (MKs), RSK y MSK. A més a més, hem vist que l'activació d'ambdues quinases té lloc en resposta a la activació de les MAPKs, Erk o p38, a través d'un mecanisme compensatori en el qual quan la Erk es troba inhibida, l'activació de la RSK i MSK té lloc a través de p38 i viceversa.