Atypical protein kinase C is involved in the evolutionarily conserved par protein complex and plays a critical role in establishing epithelia-specific junctional structures.
Atypical protein kinase C is involved in the evolutionarily conserved par protein complex and plays a critical role in establishing epithelia-specific junctional structures.
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DOI：
10.1083/jcb.152.6.1183
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发表时间：
2001-03-19
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ohno S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Suzuki A;Yamanaka T;Hirose T;Manabe N;Mizuno K;Shimizu M;Akimoto K;Izumi Y;Ohnishi T;Ohno S
我们先前已经证明，在秀丽线虫早期胚胎发生过程中，PKC-3，一种线虫非典型PKC(APKC)，通过与PAR-3相互作用，在建立随后的不对称切割所需的细胞极性中发挥关键作用[Tuse，Y.，Y.Izumi，F.Piano，K.J.Kphues，J.Miwa和S.Ohno。1998年。发展(校园)。125：3607-3614]。再加上aPKC和哺乳动物的PAR-3同源物，aPKC特定的相互作用蛋白(ASIP)，共定位于极化上皮细胞的紧密连接(Izumi，Y.，H.HiRose，Y.Tamai，S.-I.Hirai，Y.Nagashima，T.Fujimoto，Y.Tabas，K.J.Kephues和S.Ohno)。1998年。J.细胞生物学。143：95-106)，这表明在多细胞生物体中，PKC在建立细胞极性方面具有普遍的作用。在这里，我们证明了aPKC的显性负突变(APKCkn)在MDCK II细胞中的过度表达导致ASIP/PAR-3的错误定位。免疫细胞化学分析以及离子或非离子溶质在细胞旁扩散的测量表明，在表达PKCkn的细胞中，紧密连接结构本身的生物发生受到严重影响。此外，这些细胞表现出荧光脂质跨域扩散增加和Na+，K+-ATPase极化分布的破坏，表明这些细胞的上皮细胞表面极性严重受损。另一方面，我们还发现aPKC不仅与ASIP/PAR-3结合，而且还与线虫PAR-6(mPAR-6)的哺乳动物同源物结合，从而介导定位于MDCK细胞顶端连接区的aPKC-ASIP/PAR-3-PAR-6三元复合体的形成。这些结果表明，aPKC参与了进化上保守的PAR蛋白复合体，并在哺乳动物上皮细胞的连接结构和尖基极化的发育中起着关键作用。
We have previously shown that during early Caenorhabditis elegans embryogenesis PKC-3, a C. elegans atypical PKC (aPKC), plays critical roles in the establishment of cell polarity required for subsequent asymmetric cleavage by interacting with PAR-3 [Tabuse, Y., Y. Izumi, F. Piano, K.J. Kemphues, J. Miwa, and S. Ohno. 1998. Development (Camb.). 125:3607–3614]. Together with the fact that aPKC and a mammalian PAR-3 homologue, aPKC-specific interacting protein (ASIP), colocalize at the tight junctions of polarized epithelial cells (Izumi, Y., H. Hirose, Y. Tamai, S.-I. Hirai, Y. Nagashima, T. Fujimoto, Y. Tabuse, K.J. Kemphues, and S. Ohno. 1998. J. Cell Biol. 143:95–106), this suggests a ubiquitous role for aPKC in establishing cell polarity in multicellular organisms. Here, we show that the overexpression of a dominant-negative mutant of aPKC (aPKCkn) in MDCK II cells causes mislocalization of ASIP/PAR-3. Immunocytochemical analyses, as well as measurements of paracellular diffusion of ions or nonionic solutes, demonstrate that the biogenesis of the tight junction structure itself is severely affected in aPKCkn-expressing cells. Furthermore, these cells show increased interdomain diffusion of fluorescent lipid and disruption of the polarized distribution of Na+,K+-ATPase, suggesting that epithelial cell surface polarity is severely impaired in these cells. On the other hand, we also found that aPKC associates not only with ASIP/PAR-3, but also with a mammalian homologue of C. elegans PAR-6 (mPAR-6), and thereby mediates the formation of an aPKC-ASIP/PAR-3–PAR-6 ternary complex that localizes to the apical junctional region of MDCK cells. These results indicate that aPKC is involved in the evolutionarily conserved PAR protein complex, and plays critical roles in the development of the junctional structures and apico-basal polarization of mammalian epithelial cells.
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