Assessing biochemical properties of PDE8A1: Design of experimental system in living cells"

Abstract

5 Abstrakt Fosfodiesterázy sú dôležitou súčasťou signálnych dráh eukaryotických buniek. Druhý posol 3'-5'-cyklický adenozín monofosfát (cAMP) je hydrolyzovaný špecifickými fosfodiesterázami. Kontrolou hladiny cAMP v bunke fosfodiesterázy zabezpečujú vhodné prostredie pre prenos cAMP signálu. Navyše, ako odpoveď na zvýšenú hladinu cAMP, sú fosfodiesterázy aktivované proteín kinázou A (PKA), čo je vlastnosť dôležitá obzvlášť pre patričné ukončenie signálu. Fosfodiesteráza 8A (PDE8A1) je vysoko-afinitná cAMP-špecifcká fosfodiesteráza necitlivá k inhibícii pomocou IBMX. Je významný enzýmom pre cAMP signalizáciu, avšak najmä kvôli nedostupnosti PDE8A špecifického inhibítoru, jej úloha ešte nebola detailne preskúmaná ani docenená. Prezentovaná práca zahŕňa klonovanie PDE8A1, identifikáciu jej posttranslačných modifikácii, lokalizáciu na bunkovej úrovni ako aj alternatívny prístup ku skúmania fosfodiesteráz pomocou cyklázového toxínu z Bordetelly pertussis. Kľúčové slová: fosfodiesteráza, cAMP, posttranslačné modifikácie, myristoylácia, palmitoylácia, adenylátcyklázový toxín

4 Abstract Phosphodiesterases (PDEs), enzymes that hydrolyze cyclic nucleotides, are important components of signal transduction pathways in eukaryotic cells. Second messenger 3'-5'- cyclic adenosine monophosphate (cAMP) is hydrolyzed by specific PDEs. By controlling concentration levels of cAMP in cell, PDEs preserve favorable environment for successful transmission of the cAMP signal. Moreover, PDEs are activated by protein kinase A (PKA) in response to elevated cAMP concentration, which is a feature crucial for signal termination. PDE8A1 is a high-affinity cAMP-specific IBMX insensitive phosphodiesterase, an enzyme important for cAMP signaling. However, mostly due to a lack of specific inhibitor, its role has not been assessed in detail. This thesis reports cloning of PDE8A1, identification of its posttranslational modifications and subcellular localization, as well as an alternative approach to address PDE biology by the use of cyclase toxin from Bordetella pertussis. Keywords: phosphodiesterase, cAMP, posttranslational modification, myristoylation, palmitoylation, adenylate cyclase toxin