The inner and outer compartments of mitochondria are sites of distinct cAMP/PKA signaling dynamics.
The inner and outer compartments of mitochondria are sites of distinct cAMP/PKA signaling dynamics.
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DOI：
10.1083/jcb.201303159
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发表时间：
2013-08-05
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hofer AM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lefkimmiatis K;Leronni D;Hofer AM
基于 FRET 的 cAMP 和 PKA 活性传感器表明，线粒体亚区室具有分离的 cAMP 级联，具有不同的功能和动力学特征。据报道，环磷酸腺苷 (cAMP) 依赖性磷酸化在线粒体基质和线粒体外膜 (OMM) 中发挥生物效应。然而，这些细胞器结构域中 cAMP 级联的动力学、靶标和效应器在很大程度上仍不清楚。在这里，我们使用基于 FRET 的敏感传感器实时监测不同线粒体区室中的 cAMP 和蛋白激酶 A (PKA) 活性。我们发现，除了线粒体通透性转变期间外，胞质 cAMP 不会进入基质。碳酸氢盐处理（预期激活基质结合的可溶性腺苷酸环化酶）增加了线粒体内 cAMP，但与膜渗透性 cAMP 类似物一起，未能诱导可测量的基质 PKA 活性。相比之下，OMM 被证明是一个具有异常持久的 cAMP 依赖性 PKA 活性的域。尽管 OMM 上测量的 cAMP 信号传导事件反映了细胞质中的信号传导事件，但由于局部磷酸酶控制减弱，OMM 上的 PKA 磷酸化持续时间更长。我们的研究结果表明，线粒体承载着具有独特功能和动力学特征的分离的 cAMP 级联。
FRET-based sensors for cAMP and PKA activity reveal that mitochondrial subcompartments host segregated cAMP cascades with distinct functional and kinetic signatures. Cyclic AMP (cAMP)-dependent phosphorylation has been reported to exert biological effects in both the mitochondrial matrix and outer mitochondrial membrane (OMM). However, the kinetics, targets, and effectors of the cAMP cascade in these organellar domains remain largely undefined. Here we used sensitive FRET-based sensors to monitor cAMP and protein kinase A (PKA) activity in different mitochondrial compartments in real time. We found that cytosolic cAMP did not enter the matrix, except during mitochondrial permeability transition. Bicarbonate treatment (expected to activate matrix-bound soluble adenylyl cyclase) increased intramitochondrial cAMP, but along with membrane-permeant cAMP analogues, failed to induce measureable matrix PKA activity. In contrast, the OMM proved to be a domain of exceptionally persistent cAMP-dependent PKA activity. Although cAMP signaling events measured on the OMM mirrored those of the cytosol, PKA phosphorylation at the OMM endured longer as a consequence of diminished control by local phosphatases. Our findings demonstrate that mitochondria host segregated cAMP cascades with distinct functional and kinetic signatures.
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影响因子：
9.8
作者：
Merrill RA;Dagda RK;Dickey AS;Cribbs JT;Green SH;Usachev YM;Strack S
通讯作者：
Strack S
DOI：
10.1152/ajpheart.01081.2004
发表时间：
2005-06-01
影响因子：
4.8
作者：
Bopassa, JC;Michel, P;Ferrera, R
通讯作者：
Ferrera, R
影响因子：
21.3
作者：
Lefkimmiatis, Konstantinos;Srikanthan, Meera;Hofer, Aldebaran M.
通讯作者：
Hofer, Aldebaran M.
影响因子：
4
作者：
Gyorgy Hajnoczky;Gyrogy Csordas;Yi, Muqing
通讯作者：
Yi, Muqing
影响因子：
--
作者：
Depry, Charlene;Allen, Michael D.;Zhang, Jin
通讯作者：
Zhang, Jin