Non-enzymatic roles of kinases and phosphatases - the case of MTMR9 and AAK1

Abstract

Enzymatické role kináz a fosfatáz v regulaci buněčných procesů byly popsány na mnoha příkladech. V posledních letech se objevuje rostoucí počet případů postradatelnosti katalytické aktivity těchto enzymů. Tato práce se soustředí na dva konkrétní proteiny, savčí MTMR9 a SEL-5/AAK1 v háďátku obecném. MTMR9 z rodiny lipidových fosfatáz příbuzných myotubularinu (MTMR) patří do skupiny pseudofosfatáz, které jsou charakteristické nepřítomností enzymatické aktivity. Na druhou stranu, SEL-5/AAK1 je typickou aktivní kinázou s nejméně dvěma známými substráty. Podařilo se nám zjistit důležitost MTMR9 v časné sekretorní dráze buňky, kde kolokalizuje s markery intermediálního kompartmentu mezi endosomálním retikulem a Golgiho aparátem (ERGIC). Dále jsme identifikovali několik možných interakčních partnerů, například RAB1 a MTMR6, jejíchž lokalizaci a/nebo aktivitu by mohla vazba na MTMR9 regulovat. Změna úrovně MTMR9 způsobila narušení WNT3A sekrece a následně vedla k redukci aktivity Wntové signální dráhy. Pro SEL-5/AAK1 se nám podařilo identifikovat dva procesy, oba taktéž regulované Wntovou signální dráhou, které jsou důležité ve vývoji háďátka obecného. Jednak je SEL-5 společně s několika členy retromerového komplexu zodpovědný za regulaci správné QL.d migrace, a jednak SEL-5 reguluje růst exkretorních...

Enzymatic roles of kinases and phosphatases in almost every aspect of cellular life are well described in a wide variety of examples. Lately the role of the same proteins independent of their catalytic activity is being increasingly appreciated. In this work, we focus on two proteins, mammalian MTMR9, and Caenorhabditis elegans SEL-5/AAK1. MTMR9 belongs to the myotubularin-related family of lipid phosphatases (MTMR) and is known to be a pseudophosphatase, a catalytically inactive member of the MTMR group. SEL-5/AAK1, on the other hand, is characterized by its kinase activity with at least two putative substrates identified so far. We described the localization of MTMR9 to early secretory pathway and its colocalization with known ER-to-GA compartment (ERGIC) markers. We also identified several possible MTMR9-interacting partners, such as RAB1 and MTMR6, whose localization and/or activity could be potentially regulated by MTMR9 binding. Disruption of proper MTMR9 levels led to an alteration in WNT3A secretion and subsequently to a reduced activity of the Wnt signaling pathway. Similarly, we identified SEL-5/AAK1 role in two separate Wnt-regulated developmental processes in C. elegans. Firstly, SEL-5 along with other members of the retromer complex regulate a proper QL.d migration. Secondly, excretory...