Phospholamban pentamers attenuate PKA-dependent phosphorylation of monomers.
Phospholamban pentamers attenuate PKA-dependent phosphorylation of monomers.
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Phospholamban 五聚体减弱 PKA 依赖性单体磷酸化
DOI：
10.1016/j.yjmcc.2014.12.020
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发表时间：
2015
影响因子：
5
通讯作者：
Schmitt JP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wittmann T;Lohse MJ;Schmitt JP
受磷蛋白（Phospholamban，PLN）是通过抑制肌浆网Ca ~（2+）-ATP酶（SERCA 2a）来调节心脏收缩和舒张的关键因子。在PLN的蛋白激酶A（PKA）依赖性磷酸化后，抑制作用减弱。PLN以五聚体和单体的平衡存在。虽然单体通过直接相互作用抑制SERCA 2a，但五聚体的功能仍不清楚。在这里，我们测试的假设，PLN五聚体具有重要的调节作用，通过修改PKA依赖磷酸化的抑制性单体PLN亚基。使用蛋白质印迹分析和特异性的PKA依赖磷酸化的PLN的抗体，五聚体显示出更强的信号比单体在转染的HEK 293细胞和心肌细胞。在PKA活化后，PLN五聚体中原聚体的磷酸化比PLN单体增加得更快且刺激水平更低，表明五聚体是优选的PKA靶标。在不同的五聚体/单体比例的磷酸化模式的比较显示，五聚体延迟磷酸化的PLN单体。通过免疫共沉淀提供了一种机制解释，表明PKA对PLN五聚体具有高亲和力。单体和五聚体都被SERCA 2a拉下，表明共定位。与五聚体不同，磷酸化PLN单体在PKA刺激后完全从Ca 2 +-ATP酶解离。这些发现表明了一种模型，其中PLN五聚体在基线处减少单体的磷酸化，并在PKA刺激后延迟单体磷酸化，导致PLN单体与SERCA 2a的相互作用增加。
Phospholamban (PLN) is a key regulator of cardiac contraction and relaxation through its inhibition of the sarco/endoplasmic reticulum Ca2 +-ATPase (SERCA2a). The inhibitory effect is attenuated upon protein kinase A (PKA) dependent phosphorylation of PLN. PLN exists in an equilibrium of pentamers and monomers. While monomers inhibit SERCA2a by direct interaction, the function of the pentamers is still unclear. Here, we tested the hypothesis that the PLN pentamer exhibits an important regulatory role by modifying PKA-dependent phosphorylation of inhibitory monomeric PLN subunits. Using Western blot analyses and antibodies specific for PKA-dependent phosphorylation of PLN, pentamers showed stronger signals than monomers both in transfected HEK293 cells and in cardiomyocytes. Upon activation of PKA, phosphorylation of protomers in the PLN pentamers increased faster and at lower levels of stimulation than PLN monomers, suggesting pentamers as the preferred PKA target. The comparison of phosphorylation patterns at different pentamer/monomer ratios revealed that pentamers delay phosphorylation of PLN monomers. A mechanistic explanation was provided by co-immunoprecipitation that suggested high affinity of PKA for PLN pentamers. Both monomers and pentamers were pulled down with SERCA2a indicating co-localization. Unlike pentamers, phosphorylated PLN monomers fully dissociated from the Ca2 +-ATPase upon stimulation of PKA. These findings suggest a model where PLN pentamers reduce phosphorylation of monomers at baseline and delay monomer phosphorylation upon PKA stimulation leading to increased interaction of PLN monomers with SERCA2a.
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