Golgi Alpha1,2-Mannosidase IA сприяє ефективній деградації NKCC2, пов’язаній з ендоплазматичним ретикулумом

Анотація

Мутації в апікально розташованому нирковому котранспортері Na-K-2Cl NKCC2 викликають синдром Барттера I типу, захворювання нирок, яке загрожує життю. Раніше ми показали, що транспорт з ER являє собою обмежувальну фазу в подорожі NKCC2 до поверхні клітини. Проте дуже мало відомо про компоненти контролю якості ER, специфічні для NKCC2 та його хвороботворних мутантів. Тут ми повідомляємо про ідентифікацію Гольджи альфа1, 2-маннозидази IA (ManIA) як нового партнера зв’язування незрілої форми NKCC2. Взаємодія ManIA з NKCC2 відбувається в основному в цис-мережі Гольджі. Коекспресія ManIA зменшила загальну кількість білка NKCC2, тоді як нокдаун ManIA спричинив протилежний ефект. Важливо, що коекспресія ManIA мала більш глибокий вплив на складні мутанти NKCC2. Аналіз циклогексимиду показав, що в клітинах із надмірною експресією ManIA стабільність і дозрівання NKCC2 сильно утруднені. Видалення цитоплазматичної області ManIA послаблювало його взаємодію з NKCC2 і пригнічувало його вплив на дозрівання котранспортера. Індуковане ManIA зниження експресії NKCC2 було компенсовано інгібітором протеасоми MG132. Подібним чином лікування кіфунензином значно зменшило ефект ManIA, що переконливо свідчить про те, що обрізка маннози бере участь у посиленні ERAD котранспортера. Крім того, позбавлення ManIA його каталітичного домену повністю скасувало його вплив на NKCC2. Підводячи підсумок, наші дані демонструють наявність опосередкованого ManIA шляху ERAD у ниркових клітинах, що сприяє утриманню та деградації неправильно згорнутих білків NKCC2. Вони пропонують модель, за якою Golgi ManIA робить внесок у ERAD NKCC2, сприяючи утриманню, переробці та ERAD неправильно згорнутих білків, які спочатку уникають нагляду контролю якості білка в ER.

Ключові слова

нирка; NKCC2; контроль якості протеїну; ERAD; Гольджі; альфа1,2-манозидаза IA; мембрана; торгівля людьми; синдром Барттера; гіпертонія

Натисніть тут, щоб дізнатися про переваги Cistanche

вступ

Баланс натрію та його регуляція нирками шляхом регуляції позаклітинного об’єму є ключовим фактором тривалого контролю артеріального тиску (АТ), як показано на рідкісних моногенних синдромах, що впливають на переробку солі нирками та значно змінюють АТ [1, 2]. Дійсно, хоча декілька факторів сприяють патогенезу та підтримці підвищення артеріального тиску, вважається, що головну роль відіграють ниркові механізми, як спочатку припустив Гайтон [1]. Товста висхідна частина петлі Генле (TAL) нирки відповідає за реабсорбцію 20–30 відсотків відфільтрованого навантаження NaCl [3–5]. На молекулярному рівні реабсорбція TAL Na-Cl опосередковується люмінальним котранспортером Na-K-2Cl NKCC2 [5]. Як наслідок, транспортна функція NKCC2 має значний вплив на остаточне виведення солі із сечею, згодом впливаючи на довгостроковий баланс натрію в крові [3,5]. Відповідно, успадковані варіації котранспортера та/або його регуляторів впливають на АТ у людей [3,6–8]. Дійсно, інактивація NKCC2 викликає синдром Барттера I типу (BS1), небезпечне для життя захворювання нирок, що супроводжується низьким АТ разом з електролітними порушеннями [9], тоді як посилена активність котранспортера була пов’язана з високим АТ [2,10– 13]. Крім того, у кількох тваринних моделях гіпертензії, чутливої ​​до солі [14, 15], експресія білка NKCC2 підвищується, що сприяє розвитку гіпертензії. Крім своєї ролі в гомеостазі АТ, активність NKCC2 також важлива для регуляції водного балансу [5,16]. На підтвердження цього уявлення, інактивація NKCC2 у пацієнтів з BS1 і BS5 викликає розвиток тяжкої поліурії [7,8,17]. Крім того, порушення здатності старіння нирок до концентрації сечі пояснюється, принаймні частково, зниженим рівнем білка NKCC2 [18,19]. Варто підкреслити, що в усіх тваринних моделях гіпертензії та старіння NKCC2, здається, регулюється головним чином посттрансляційними механізмами [5,16,19], що підкреслює необхідність вивчення факторів, що регулюють біогенез і торгівлю NKCC2. Незважаючи на це, наші знання про молекулярні механізми, що лежать в основі внутрішньоклітинної торгівлі білками дикого типу та мутованими білками NKCC2 у клітинах ссавців, зокрема про його регуляцію за допомогою взаємодії білок-білок, залишалися дуже поганими. Крім того, переважна більшість попередніх звітів зосереджена головним чином на регуляції котранспортера після Гольджі, зокрема шляхом фосфорилювання [20–22], і тому сьогодні дуже мало відомо про регуляцію транспортерів у ER та пре-Гольджі рівень.

Для правильної роботи NKCC2 має бути належним чином націлений на поверхню апікальної клітини та достатньо експресований, щоб дозволити клітинам TAL належним чином адаптуватися до фізіологічних або патологічних проблем [3,23]. Як і всі трансмембранні білки, підготовка до відповідного транспортування NKCC2 до клітинної мембрани починається, коли білок-котранспортер синтезується в ендоплазматичному ретикулумі (ER), і продовжується, коли білок проходить через мережу Гольджі [24,25]. Подібним чином, як і практично всі білки, призначені для плазматичної мембрани, білки NKCC2, транслоковані в ендоплазматичний ретикулум (ER), піддаються контролю якості, так що тільки згорнуті білки переміщуються через секреторний шлях [26,27]. Контроль згортання білка в ER часто пов’язаний з N-глікозилюванням, посттрансляційною модифікацією, ініційованою ковалентним зв’язком специфічного олігосахариду (Glc3Man9GlcNAc2) із новонародженим білком [28,29]. Після того як цей олігосахарид переноситься, кілька послідовних етапів дозрівання білка слідують уздовж секреторного шляху [28,30]. Після видалення трьох залишків глюкози та початку обрізки маннози в ER, як частина процесу контролю якості, правильно згорнуті білки передаються в апарат Гольджі для дозрівання [26,28]. N-глікани з високим вмістом манози потім додатково скорочуються специфічними манозидазами, такими як Гольджи 1,2-маннозидази в цис-Гольджі [31,32]. Додавання цукрів GlcNAc, галактози, сіалової кислоти та фукози генерує гібридні та складні N-глікани в медіальному та транс-компартментах Гольджі [33,34]. Згодом зрілі N-глікозильовані білки направляються до кінцевого пункту призначення. Коли процес згортання зазнає збою, кінцеві залишки манози з основної гліканової структури поступово скорочуються, а дефектні білки переміщуються через мембрану для цитозольного розщеплення протеасом за допомогою механізмів, відомих як ERAD (розпад, пов’язаний з ендоплазматичним ретикулумом [26,35]). Решта аберантних білків, які можуть утворювати агрегати або не можуть бути виявлені шаперонами ERAD, доставляються в лізосоми для очищення через шляхи, які разом називаються ER-page [36,37]. Тим не менш, деякі неправильно згорнуті білки все ще можуть уникнути ER і просуватися до Гольджі, де вони піддаються контролю якості Гольджі (GQC) і направляються на лізосому або протеасому для розкладання [38]. Як дикий тип, так і мутантні варіанти трансмембранних білків схильні до контролю якості та деградації ER. Найкращим прикладом є протеїн хлоридного каналу CFTR (трансмембранний регулятор провідності кістозного фіброзу), який характеризується як перший інтегральний мембранний субстрат ERAD ссавців [39,40]. За нормальних умов до 70 відсотків CFTR дикого типу руйнується ERAD [39, 40]. Ще більш вражаюче те, що видалення фенілаланіну 508 (∆F508), мутація CFTR, відповідальна за муковісцидоз, знижує ефективність згортання, в результаті чого майже 99 відсотків мутантного CFTR розпадається до того, як він досягне плазматичної мембрани [39,40]. Подібно до CFTR і кількох інших трансмембранних білків, таких як HERG [41], ROMK [42] і NCC [43], ми раніше показали, що більшість новосинтезованих білків NKCC2 були захоплені в ER і призначені для деградації, процес який включає головним чином протеасомний шлях [44–46]. ERAD починається з виявлення неправильно згорнутого білка молекулярними шаперонами [47]. Тип шаперонів, які беруть участь у цьому процесі, залежить головним чином від положення складчастого ураження субстрату, яке може відбуватися або в просвіті ER, мембрані ER або цитоплазмі [27,47]. Отже, було запропоновано три різні шляхи ERAD: ERAD-L (ERAD субстратів із неправильно складеними ураженнями в просвіті ER), ERAD-M (мембрана) та ERAD-C (цитоплазма) [27,47,48]. Наприклад, ERAD зароджуваного CFTR залучає як цитоплазматичні, так і ER просвітні шаперони [49]. Подібним чином NCC, інший трансмембранний білок, залучає кілька цитоплазматичних шаперонів для своєї ERAD [43,50]. Подібно до спорідненого електронейтрального NCC, специфічного для нирок, NKCC2 має 12 трансмембранних областей, два великих цитоплазматичних домену та велику екзофаціальну петлю, відкриту для ER [5]. Оскільки NKCC2 містить домени в ER і цитоплазмі, можлива взаємодія котранспортера з молекулярними шаперонами ER з обох або обох боків мембрани ER. Крім того, враховуючи, що С-кінцевий домен NKCC2 є переважною цитоплазматичною областю [5], він, імовірно, є основним місцем взаємодії білок-білок і, отже, відіграє першорядну роль у біогенезі та передачі котранспортера. У згоді з цією ідеєю ми раніше ідентифікували кількох партнерів по зв’язуванню C-кінця NKCC2 [46,51–53]. Серед них ми показали, що альдолаза B і SCAMP2 зв’язуються з C-кінцем NKCC2 на рівні після Гольджі та регулюють субклітинний перерозподіл котранспортера [51,52]. Нещодавно ми надали докази того, що STCH, Hsp70 і білок-лектин OS9 взаємодіють із незрілою формою NKCC2 головним чином у ER, щоб регулювати її пов’язану з ER деградацію [46,53]. У цьому звіті ми описуємо нову білок-білкову взаємодію між C-кінцевим хвостом NKCC2 і Гольджи 1,2-маннозидазою IA (Golgi ManIA, також званою Man9-маннозидазою), повсюдним білком, який належить до родини манозидаз класу I -1,2, яка включає ER-маннозидазу I (MAN1B1) та дві інші манозидази Гольджі 1,2-маннозидази Гольджі IB [MAN1A2] та манозидазу Гольджі IC [MAN1C1] [31,54–56]. Цікаво, що зростає кількість доказів, які вказують на те, що -1,2-маннозидази не лише беруть участь у згортанні та дозріванні білків, але також відіграють ключову роль у деградації неправильно згорнутих білків [57–60]. Тут ми показуємо, що ManIA взаємодіє з незрілою формою NKCC2 головним чином у цис-мережі Гольджі та сприяє її деградації протеасомним шляхом, відкриваючи, таким чином, додаткову контрольну точку в нагляді та видаленні неправильно складених білків NKCC2. Отже, ці знахідки можуть відкрити нові шляхи вивчення ER та контролю якості білків NKCC2 за допомогою Гольджі, щоб допомогти у розробці нових стратегій запобігання та/або лікування захворювань нирок, пов’язаних з аномальною торгівлею та експресією NKCC2.

Цистанхе добавка

Матеріали та методи

1. Двогібридний дріжджовий аналіз

Двогібридний дріжджовий (Y2H) скринінг проводили, як детально описано раніше [51], використовуючи як приманку проксимальну область C-кінця NKCC2 (залишки 661–1095). Коротко кажучи, AH109, ​​що експресує приманку, було злучено зі штамом дріжджів Y187, трансформованим бібліотекою кДНК нирок людини. Для відбору позитивних клонів, що кодують передбачувані взаємодіючі білки, поєднані дріжджові клітини спочатку вирощували на селекційних чашках із низькою жорсткістю (−Leu, −Trp, −His), а потім на селекційних чашках з високою жорсткістю (−Leu, −Trp, −His, − Аде). Відібрані колонії також перевіряли на активність -галактозидази, і ДНК з позитивних клонів виділяли з клітин дріжджів за допомогою набору для виділення плазмід дріжджів RPM (BIO 101 Systems). Після порятунку плазмід жертви шляхом трансформації в бактерії DH5 (Invitrogen) і ізоляції за допомогою набору Qiagen кДНК-плазміди секвенували та оцінювали за допомогою програми BLAST.

2. Конструювання плазміди та сайт-спрямований мутагенез

Створення WT Myc-NKCC2, неглікозильованого Myc-NKCC2 ((N442Q/N452Q) і WT EGFP-NKCC2 було описано раніше [45,46,51]. Мишача кодуюча послідовність ManIA була субклонована у вектор експресії pcDNA3.1/V5 ссавців (Invitrogen, Париж, Франція) для створення конструкції WT ManIA-V5.Плазміду, що містить ManIA без С-кінцевого хвоста (ManIA-∆Cter), генерували шляхом ампліфікації з конструкції експресії WT MAnIAV5 з використанням прямого праймера 50 CCGGAGCGATGAAGTTCGTGCTGCTGC 30 і зворотного праймера 50 TTTCTCTTTGCCATCAATTTC 30. Конструкцію, що містить ManIA, позбавлену її N-кінцевої області (ManIA-∆Nter), також було отримано з плазміди WT MAnIA-V5 методом сайт-спрямованого мутагенезу QuikChange (Stratagene, Les Ulis, Франція) з використанням прямого праймера 50 GAGGGCAAAGATCAAAGAGTAGATGACCCATGCTTGGAAT 3 0 і зворотний праймер 50 ATTCCAAGCATGGGTCATCTACTCTTTGATCTTTGCCCTC 30. Усі мутації та скорочення були підтверджені шляхом секвенування.

3. Культура клітин

Клітини нирок опосума (ОКР) підтримували в DMEM (Gibco 42430) з додаванням 10 відсотків фетальної бичачої сироватки (Eurobio, Les Ulis, Франція), пеніциліну (100 ОД/мл) і стрептоміцину (100 ОД/мл) при 37 ◦ C у зволоженій атмосфері, що містить 5 відсотків CO2. Клітини ембріональної нирки людини (HEK) 293 вирощували в середовищі DMEM, доповненому 10 відсотками фетальної бичачої сироватки та 1 відсотком пеніциліну/стрептоміцину. Для трансфекції плазмідної ДНК клітини вирощували до 60–70 відсотків конфлюентності перед тимчасовою трансфекцією протягом 5 годин за допомогою набору Lipofectamine plus відповідно до інструкцій виробника (Invitrogen, Париж, Франція). Для експериментів з деградації білків клітини обробляли MG132 (2 мкМ) або хлорохіном (100 мкМ) за 6 годин до лізису клітин, як описано раніше [53,61]. Кіфунензин (Sigma k1140, Saint-Quentin-Fallavier, Франція) використовували при 25 мкМ за 6 годин до лізису клітин.

4. Приготування білків, імуноблотінг та імунопреципітація

Після трансфекції клітини промивали холодним PBS перед розчиненням у буфері для лізису, що містить 120 мМ Tris/Hepes, pH 7,4; 150 мМ NaCl, 5 мМ EDTA, 3 мМ KCl; 1 відсоток (об’єм/об’єм) Triton X-100 та інгібітори протеази (Complete Roche 1697498, Meylan, France). Потім зразки збирали та центрифугували при 16,{{10}} об/хв протягом 15 хвилин при 4 ◦C. Для імунопреципітації клітини солюбілізували буфером для лізису, що містить 0,4 М NaCl; 1,5 мМ MgCl2; 10 мМ Hepes, pH 7,9; 5 відсотків (об./об.) гліцерину; 0,5% (об’єм) Nonidet P-40) та інгібітори протеази (Complete, Roche Diagnostics). Імунопреципітацію проводили з використанням анти-V5 (Invitrogen) або анти-ManIA (Sigma) антитіл, а афінну очистку з використанням білкових G-агарозних кульок (Dynabeads, Invitrogen, Париж, Франція). Після інкубації з кульками протеїну G-агарози протягом 1 години при кімнатній температурі імунокомплекс промивали PBS (Invitrogen). Потім зразки білка кип’ятили в завантажувальному буфері, обробляли з градієнтом 7,5 або 10 відсотків, або 15 відсотків SDS-поліакриламідних гелів і досліджували первинними антитілами, що представляють інтерес, і вторинними антитілами, кон’югованими з пероксидазою хрону. Білки візуалізували за допомогою посиленої хемілюмінесцентної детекції (Thermo Fisher Scientific, Les Ulis, Франція) відповідно до інструкцій виробника.

5. Імуноцитохімія

Через двадцять чотири–сорок вісім годин після трансфекції конфлюентні клітини промивали PBS plus plus (рН 8, 1 мМ MgCl2 і 0.1 мМ CaCl2). Потім клітини фіксували 2% параформальдегідом у PBS протягом 20 хвилин при кімнатній температурі перед інкубацією з 50 мМ NH4Cl і пермеабілізували 0,1% Triton X-100 протягом 1 хвилини. Щоб блокувати специфічне зв’язування антитіл, клітини інкубували з DAKO (розріджувач антитіл з компонентами, що знижують фон) протягом 30 хв. Фіксовані клітини інкубували протягом 1 години при кімнатній температурі з первинним антитілом, що представляло інтерес. Основні антитіла, використані в цьому дослідженні: мишачі анти-V5 (Invitrogen, Париж, Франція), мишачі анти-Myc (Takara, Clontech, Saint-Germain-en-Laye, France), щурячі анти-V5 (Abcam, Париж, Франція), кролячі анти-Calnexin (Abcam), кролячі анти-Giantin (Abcam), кролячі анти-GM130 (Abcam), кролячі анти-ManIA (Abcam). Використовуються такі вторинні антитіла: козячі анти-кролячі Alexa Fluor 555 (Invitrogen), козячий антикролячий Alexa Fluor 488 (Invitrogen), козячий антикролячий FITC (DakoCytomation, Trappes, Франція), козячий протимишачий техаський червоний (Invitrogen), козячий протищурячий Alexa Fluor 555 (Invitrogen), козячий Alexa Fluor 488 (Invitrogen), кон’югований Alexa Texas Red (Jackson ImmunoResearch, Ely, Великобританія), Alexa Fluor 647 (Invitrogen) проти миші. Після інкубації з первинними та вторинними антитілами, що представляють інтерес, клітини потім промивали PBS і монтували з Vectashield.

Herba Cistanche

6. Аналіз циклогексимиду-Чейза

Для моніторингу стабільності та дозрівання NKCC2 циклогексимид додавали в концентрації 100 мкМ до клітин OKP або HEK через 14–16 годин після трансфекції плазмідами NKCC2. Для періоду гонитви клітинні лізати збирали через 0, 1, 2 і 4 години після обробки циклогексимидом і аналізували за допомогою імуноблоттингу.

7. Нокдаун siRNA

МіРНК ManIA були придбані у Dharmacon як пули ON-TARGET плюс SMART (L-012174-00-0005). Клітини HEK спочатку трансфікували контрольними або специфічними siRNA ManIA з Lipofectamine RNAiMAX (Invitrogen), використовуючи специфікації виробника0, як було виконано раніше [46,53]. Через день після трансфекції siRNA клітини трансфікували плазмідами NKCC2. Через 24–48 годин клітинні лізати аналізували для кожного білка з використанням зазначених антитіл.

8. Статистичний аналіз

Дані виражені як середнє значення ± SE. Відмінності між середніми значеннями оцінювали за допомогою парних або непарних t-тестів або дисперсійного аналізу. p < 0.05 вважався статистично значущим.

Обговорення

Це дослідження було проведено, щоб отримати уявлення про молекулярні механізми, що лежать в основі регуляції пов’язаної з ER деградації під час біогенезу NKCC2. Використовуючи аналіз двох гібридів дріжджів і коімунопреципітацію, ми ідентифікували GolgiMannosidase IA як нового партнера по зв’язуванню NKCC2. Асоціація передбачає лише незрілу та глікозильовану форму котранспортера з високим вмістом манози та відбувається головним чином у цис-мережі Гольджі. Ми виявили, що нокдаун ManIA збільшує кількість білка NKCC2, тоді як його надмірна експресія має протилежний ефект. Коекспресія ManIA порушувала дозрівання NKCC2, сприяючи його утриманню, рециркуляції в ER і деградації через протеасомний шлях. Важливо, що складні мутанти NKCC2 більш схильні до опосередкованого ManIA шляху ERAD. Ці висновки можуть допомогти краще зрозуміти, як аномалії в обміні білками NKCC2 призводять до синдрому Барттера, що є важливим для з’ясування патофізіології BS1 і для покращення доступних методів лікування.

Зараз чітко встановлено, що підрізання манози за допомогою манозидаз класу I 1,2- бере участь у стадії розпізнавання ERAD глікопротеїнів, оскільки цей процес значно знижується їх інгібіторами 1-дезоксиманноїриміцином і кіфунензином [67, 70–73]. Спочатку на підставі досліджень, проведених переважно на дріжджах, вважалося, що ці сполуки перешкоджають ERAD шляхом пригнічення ER 1,2-маннозидази I, яка головним чином відщеплює маннозу від середньої гілки B Man9 з утворенням Man8, гліканового сигналу запропонував ініціювати ERAD [70,74]. Однак у клітинах ссавців ця гіпотеза не обов’язково є обґрунтованою, враховуючи, що і кіфунензин, і 1-дезоксиманноїриміцин також інгібують Гольджи-1,2-манозидази. Крім того, у клітинах ссавців з’явилося все більше доказів того, що подальше обрізання трьох-чотирьох 1,2-пов’язаних залишків манози з утворенням Man6GlcNAc2 (M6) або Man5GlcNAc2 (M5) також сприяє запуску деградації неправильно складених глікопротеїнів [ 32,75–77]. Однак незрозуміло, які 1,2-маннозидази відповідають за це додаткове обрізання. Одним із кандидатів є сама ER a 1,2-маннозидаза I, оскільки її надлишкова експресія призводить до посилення скорочення маннози та прискорення ERAD [78–80]. Іншими можливими кандидатами можуть бути білки, схожі на манозидазу (EDEM), що посилюють деградацію ER, оскільки, як повідомлялося, і EDEM1, і EDEM3 стимулюють обрізання маннози та прискорюють ERAD глікопротеїну при надмірній експресії в клітинах [81,82]. Іншим можливим кандидатом може бути манозидаза Гольджі IA, яка скорочує Man9 до Man6 і Man5 [31,54]. Було показано, що цей фермент і дві інші манозидази Гольджі 1,2 (IB та IC) посилюють деградацію та скорочення манози субстрату ERAD-L, NHK 1-антитрипсину, при надмірній експресії в культивованих клітинах [57]. У цьому дослідженні ми показали докази специфічної взаємодії ManIA з NKCC2, трансмембранним білком нирок. Важливо, що ми продемонстрували, що асоціація ManIA in vivo залучає лише незрілу форму котранспортера. Найважливіше те, що ми надали докази того, що зв’язування ManIA бере участь у утриманні та пов’язаній з ER деградації NKCC2.

Цистанхе капсули

Раніше ми надали докази того, що ERAD та експорт з ER є значущим регулятором дозрівання NKCC2 та експресії клітинної поверхні [8,44–46]. Дійсно, ми продемонстрували, що більшість новосинтезованих білків NKCC2 націлені на ER-асоційовану деградацію за участю протеасомного та лізосомного шляхів [8,44–46,53]. Крім того, ми показали, що STCH і білок лектин OS9 беруть участь у цих процесах, взаємодіючи з незрілою формою NKCC2 головним чином у ER [46,53]. Подібно до OS9 і STCH, участь ManIA в ERAD котранспортера вперше було запропоновано в поточному дослідженні за допомогою аналізів коімунопреципітації, які показали, що асоціація білків включає лише незрілу форму NKCC2. Слід зазначити, що видалення цитоплазматичного хвоста ManIA зменшило, але не повністю пригнічувало його взаємодію з NKCC2, відкриваючи таким чином можливість для взаємодії котранспортера з іншими ділянками білка ManIA. Крім того, незважаючи на взаємодію ManIA лише з основною глікозильованою та незрілою формою NKCC2, наші імуноцитохімічні дослідження показали, що ManIA не локалізується разом з NKCC2 у ER. З цього приводу варто зазначити, що ManIA, як повідомлялося, був або в Гольджі, або в ER [31,83–85]. Інше незалежне дослідження показало, що маннозидаза IA також може перебувати у везикулах контролю якості [58]. Отже, оскільки клітинний розподіл ManIA може залежати від типу клітини, ми провели наше дослідження на двох різних лініях ниркових клітин, клітинах OKP і HEK. Дослідження локалізації, проведені в цих клітинах, чітко показали, що ManIA експресується в апараті Гольджі в обох клітинних лініях, і виявили, що місцем взаємодії з котранспортером є цис-мережа Гольджі. Слід зазначити, що враховуючи, що N-глікан глікопротеїнів на вході в апарат Гольджі все ще відноситься до високоманозного типу, цілком можливо, що взаємодія NKCC2 з ManIA справді може відбуватися в цис-мережі Гольджі. Використовуючи підходи до siRNA та надекспресії, ми показали, що ManIA взаємодіє з незрілим NKCC2, щоб сприяти його деградації, пов’язаній з ER. Важливо, що вплив ManIA на зрілу форму NKCC2 було запобігти, коли цитоплазматичний хвіст ManIA був видалений. Що ще більш вражаюче, ефект ManIA як на незрілі, так і на зрілі форми NKCC2 був повністю скасований, коли фермент був позбавлений свого каталітичного домену. Крім того, регуляція NKCC2 за допомогою ManIA також запобігала в присутності інгібітора протеасоми MG132, але не за допомогою хлорохіну, інгібітора лізосомальної функції, що вказує на те, що ManIA націлює незрілу форму котранспортера на протеасомозалежний шлях ERAD. Щоб додатково підтвердити роль ManIA в ERAD NKCC2, ми також перевірили дію інгібітора тріммінгу маннози кіфунензину. Цікаво, що лікування кіфунензином пригнічувало дію ManIA на NKCC2, що вказує на те, що обрізка маннози є важливим процесом у опосередкованій ManIA ER-асоційованій деградації NKCC2. Однак ефект ManIA не був повністю запобіг кіфунензину, що означає, що, принаймні частково, дія ManIA на котранспортер не повністю залежить від N-глікану. На підтримку цієї ідеї мутації сайтів глікозилювання NKCC2 не повністю інгібували ефект ManIA на котранспортер, підтверджуючи, отже, що, принаймні в наших експериментальних умовах, частина ефекту ManIA може бути незалежною від N-глікану. На підтримку цієї ідеї Рон та ін. надав докази того, що в умовах стресу ER посилена експресія EDEM1, іншого білка альфа-манозидази, обходить подію скорочення маннози та доставляє глікопротеїн безпосередньо до пізніх стадій ERAD [86]. Дійсно, вони чітко показали, що при надмірній експресії EDEM1 деградація глікопротеїну H2a не блокується кіфунензином [86]. Це особливо цікаво, оскільки наші експериментальні умови, тобто гетерологічна надекспресія секреторних і мембранних білків (NKCC2), спричиняє стрес ER [87–89], що може пояснити, принаймні частково, стійкість ефекту ManIA, незалежно від скорочення маннози. , на співтранспортері за цих умов. Варто зазначити, що залишковий ефект ManIA на неглікозильований білок NKCC2 був повністю заблокований MG132, що додатково підтверджує уявлення про те, що ManIA сприяє ERAD NKCC2 у протеасомозалежному шляху.

Накопичення неправильно згорнутих і схильних до агрегації поліпептидів шкодить здоров’ю клітин [90–92]. Більша кількість (більше 70) захворювань людини виникає внаслідок дефектів згортання секреторних і мембранних білків [91,92]. Щоб запобігти неправильному згортанню білків і підтримувати гомеостаз білка в секреторному шляху, клітини еукаріотів мають кілька механізмів контролю якості (КЯ) [26]. Вони включають контроль якості ER (ERQC) за допомогою шляху деградації, пов’язаної з ендоплазматичним ретикулумом (ERAD) [36,48] та ER-page [93], контроль якості Гольджі (QCG) [38] і контроль якості плазматичної мембрани (PM) [94 ]. Таким чином, неправильно згорнуті білки, зокрема трансмембранні білки зі складною топологією, такі як NKCC2, суворо перевіряються послідовними контрольними точками контролю якості, перш ніж досягти кінцевого пункту призначення [26,94]. Крім того, шляхи QC можуть співпрацювати, щоб ефективно протидіяти неправильному згортанню одного білка. Наприклад, хоча більшість неправильно згорнутих трансмембранних білків руйнуються ERAD, деякі аберантні білки, зокрема в умовах стресу ER, можуть уникнути нагляду ER, щоб бути упакованими в везикули COPII для антероградного переміщення до Гольджі [95–97]. Докази, отримані в результаті кількох досліджень, підтверджують уявлення про те, що апарат Гольджі служить контрольним пунктом КЯ [26,38]. Дійсно, неправильно згорнуті або нез’єднані білки, які уникають ERAD і ER-сторінки, виходять з ER і стають субстратами GQC, які направляються до вакуолі/ лізосоми для деградації [26,38]. У зв’язку з цим дуже малоймовірно, що шлях GQC, націлений на лізосому/вакуоль, є механізмом, що лежить в основі індукованого ManIA зниження регуляції NKCC2, враховуючи, що інгібітор лізосом хлорохін не запобігав ефекту ManIA на котранспортер. Інша можливість полягає в тому, що деякі неправильно згорнуті білки, що потрапляють у систему Гольджі, можуть бути спрямовані на протеасомну деградацію після доставки назад до відділення швидкої допомоги. Точніше, GQC захоплює втечу субстратів, швидше за все, в цис-Гольджі, і повертає їх назад до ER для ERAD за допомогою протеасоми. Це становить великий інтерес, оскільки ми продемонстрували, що ManIA спільно локалізується з NKCC2 головним чином у цис-мережі Гольджі. Крім того, на відміну від хлорохіну, інгібітор протеасоми MG132 скасовує ефект ManIA на NKCC2, що свідчить про те, що націлений на протеасоми GQC, швидше за все, є основним шляхом, що регулює регуляцію NKCC2 ManIA. Слід зазначити, що нещодавнє дослідження на дріжджах припустило, що деякі неправильно згорнуті білки, які потрапляють у систему Гольджі, можуть бути направлені безпосередньо для протеасомної деградації без повернення до ER, механізм, який називається EGAD [98]. Однак, хоча не можна виключити цей додатковий механізм, ми чітко показали, що після спільної експресії ManIA NKCC2 значною мірою зберігається в ER. Отже, наші дані переконливо свідчать про те, що ManIA сприяє утриманню, переробці та залежній від протеасом ERAD неправильно згорнутих білків NKCC2, які спочатку не підлягають контролю якості ER.

Цистанка трубчаста

Вичерпне дослідження механізмів, що лежать в основі механізму ERAD, дало кілька нових уявлень про те, як ERAD сприяє здоров’ю людини як під час нормального, так і при хворобливих станах [48,92]. Важливість контролю якості ER загалом і феномена ERAD зокрема згадується у великій кількості патологій людини, які називаються конформаційними захворюваннями [48,92]. Що стосується NKCC2, ми раніше задокументували, що синдром Барттера типу 1 належить до захворювань, пов’язаних із шляхом ERAD [61]. Дійсно, хоча різні клітинні шляхи можуть пояснити втрату функції NKCC2 при захворюванні BS1, наші дані показали, що пов’язана з ER деградація білка є найпоширенішим механізмом, що лежить в основі BS1 [61]. Відповідно, ідентифікація білків, які специфічно зв’язуються з незрілими формами WT NKCC2 та його згортаючими мутантами, важлива для розшифровки молекулярних механізмів, що лежать в основі регуляції їхньої ERAD. У цьому дослідженні ми надали докази того, що на додаток до WT NKCC2, ManIA взаємодіє з незрілою формою мутантів NKCC2 A508T і Y998X. Крім того, ми продемонстрували, що ко-експресія ManIA має більш глибокий вплив на NKCC2, що згортається, мутант A508T порівняно з WT NKCC2, що переконливо свідчить про те, що ManIA може відігравати важливу роль у ERAD мутантів NKCC2 під час BS1. Це особливо цікаво, оскільки ми раніше повідомляли, що A508T і Y998X зберігаються в ER [45,61]. З огляду на те, що наші експерименти з імунолокалізації показали, що незалежно від системи експресії ManIA експресується в цис-мережі Гольджі, взаємодія ферменту з цими двома мутантами NKCC2 переконливо свідчить про те, що навіть незважаючи на те, що більшість A508T і Y998X значною мірою захоплені в ER, відбувається значне переміщення цих двох мутантів із ER до цис-Гольджі, де вони можуть бути захоплені ManIA для доставки назад до ER. З цього приводу Hosokawa et al. показали також, що, хоча більшість трансфікованих білків NHK зберігаються в ER, деякі з них уникли контролю якості ER і досягли цис-Гольджі, де їх обрізають манозидази Гольджі a 1,2-, щоб стати мішенню для ERAD [ 57]. Крім того, кілька недавніх досліджень продемонстрували, що ERManI, який спочатку передбачався для роботи в ER, також був локалізований у комплексі Гольджі в клітинах ссавців, де він сприяє контрольній точці контролю якості на основі Гольджі, яка полегшує повернення захоплених субстратів ERAD назад до ER [59,60,99]. Слід зазначити, що, як і NKCC2, ManIA є трансмембранним білком, він також може тимчасово взаємодіяти з котранспортером у ER, що дозволяє ферменту брати участь у генеруванні сигналу, який націлюється на неправильно згорнуті білки NKCC2 для ERAD або під час їх проходження через ER. або на шляху до Гольджі.

Підводячи підсумок, ми виявили, що Golgi ManIA взаємодіє з незрілою формою NKCC2 у цис-Гольджі, щоб сприяти його утриманню ER і прискорювати його ERAD за допомогою протеасомного шляху. Наскільки нам відомо, це перше дослідження, яке описує значну роль механізму контролю якості Гольджі в біогенезі NKCC2. Крім того, це також перший звіт, який надає докази того, що окрім люмінальних білків, ManIA також може брати участь у ERAD трансмембранних білків. Наші дані переконливо свідчать про те, що ManIA маневрує в межах цис-Гольджі-локалізованої контрольної точки контролю якості, щоб служити резервною системою для спостереження ERAD у відділенні швидкої допомоги, забезпечуючи, отже, потужну додаткову мережу для адекватного видалення небажаних неправильно згорнутих білків NKCC2, захищаючи, отже, клітин від протеотоксичності, спричиненої утворенням білкових агрегатів, зокрема під час хвороби Барттера. Безперечно, ManIA не може працювати ізольовано, щоб опосередкувати ERAD котранспортера. Відповідним чином можна вірогідно припустити, що ManIA працює спільно, послідовно або одночасно, з іншими білками, що зв’язують NKCC2, і компонентами ERAD, такими як OS9 [46] і STCH [53], щоб опосередковувати контроль якості ER котранспортера. У зв’язку з цим ми пропонуємо модель, згідно з якою в умовах стресу ER: (1) OS9 бере участь у утриманні неправильно згорнутих білків NKCC2 на ER та його ERAD протеасомою. (2) STCH відіграє вирішальну роль у ERAD NKCC2 протеасомним і лізосомним шляхами. (3) Golgi ManIA сприяє ERAD NKCC2, захоплюючи неправильно згорнуті білки NKCC2, які уникли контролю якості ER, і доставляючи їх назад до ER. Потрібні подальші експерименти, щоб розкрити точний механізм цієї моделі. Ретельна характеристика та ідентифікація специфічного молекулярного складу контролю якості ER і Гольджі NKCC2 і його хвороботворних мутантів може запропонувати основу для визначення нових терапевтичних стратегій, спрямованих на транспорт котранспортера від ER і мереж Гольджі до поверхні клітини.

Список літератури

1. Guyton, AC Контроль артеріального тиску - особлива роль нирок і рідин організму. Наука 1991, 252, 1813–1816. [CrossRef] [PubMed]

2. Ліфтон, Р.П.; Гараві, А.Г.; Геллер Д. С. Молекулярні механізми гіпертонічної хвороби людини. Cell 2001, 104, 545–556. [CrossRef]

3. Кастроп, Х.; Schiessl, IM Фізіологія та патофізіологія ниркового котранспортера Na-K-2Cl (NKCC2). Am. J. Physiol. Ren. фізіол. 2014, 307, F991–F1002. [CrossRef]

4. Грегер, Р.; Velazquez, H. Кортикальна товста висхідна кінцівка та ранній дистальний звивистий каналець у механізмі концентрації сечі. Kidney Int. 1987, 31, 590–596. [CrossRef] [PubMed]

5. Гамба, Г. Молекулярна фізіологія та патофізіологія електронейтральних катіон-хлоридних котранспортерів. фізіол. 2005, 85, 423–493. [CrossRef] [PubMed]

6. Арес, Г.Р.; Касерес, PS; Ortiz, PA Молекулярна регуляція NKCC2 у товстій висхідній кінцівці. Am. J. Physiol. Ren. фізіол. 2011, 301, F1143–F1159. [CrossRef] [PubMed]

7. Комхофф, М.; Лагмані, К. Патофізіологія антенатального синдрому Барттера. Curr. Опін. Нефрол. гіпертензії. 2017, 26, 419–425. [CrossRef] [PubMed]

8. Лагмані, К.; Бек, Б.Б.; Ян, С.С.; Seaayfan, E.; Венцель, А.; Reusch, B.; Вітцтум, Х.; Прім, Д.; Демарец, С.; Бергман, К.; та ін. Багатоводдя, транзиторний антенатальний синдром Барттера та мутації MAGED2. Н. англ. J. Med. 2016, 374, 1853–1863. [CrossRef]

9. Саймон, Д.Б.; Ліфтон, Р. П. Молекулярна основа спадкового гіпокаліємічного алкалозу: синдроми Барттера та Гітельмана. Am. J. Physiol. 1996, 271, F961–F966. [CrossRef]

10. Авів, А.; Холленберг, Н.К.; Weder, A. Екскреція калію з сечею та чутливість до натрію у чорношкірих. Гіпертонія 2004, 43, 707–713. [CrossRef]

11. Хорн, Е. Дж.; Волш, С.Б.; Маккормік, JA; Фюрстенберг, А.; Ян, CL; Решель, Т.; Паліеж, А.; Хауї, AJ; Конлі, Дж.; Бахман, С.; та ін. Інгібітор кальциневрину такролімус активує нирковий котранспортер хлориду натрію, викликаючи гіпертензію. Нац. Мед. 2011, 17, 1304–1309. [CrossRef] [PubMed]

12. Борщевський, А.; Гіммеркус, Н.; Boldt, C.; Бланкенштейн, К.І.; Маккормік, JA; Лазель, Р.; Willnow, TE; Янковський, В.; Рівнина, А.; Блейх, М.; та ін. Кальциневрин і рецептор, пов’язаний із сортуванням, із повторами А-типу взаємодіють, регулюючи нирковий котранспортер Na(+)-K(+)-2Cl(-). J. Am. Соц. Нефрол. 2016, 27, 107–119. [CrossRef]

13. Труду, М.; Янас, С.; Lanzani, C.; Дебе, Х.; Шеффер, К.; Ікехата, М.; Чіттеріо, Л.; Демарец, С.; Тревізані, Ф.; Ristagno, G.; та ін. Звичайні некодуючі варіанти гена UMOD індукують чутливу до солі гіпертензію та пошкодження нирок шляхом збільшення експресії уромодуліну. Нац. Мед. 2013, 19, 1655–1660. [CrossRef]

14. Альварес-Герра, М.; Гарей, Р. П. Нирковий котранспортер Na-K-Cl NKCC2 у чутливих до солі щурів Даля. J. Hypertens. 2002, 20, 721–727. [CrossRef]

15. Капассо, Г.; Ріццо, М.; Євангеліста, К.; Феррарі, П.; Гілен, Г.; Ланг, Ф.; Bianchi, G. Змінена експресія ниркової апікальної плазматичної мембрани Na ​​плюс транспортерів на ранній стадії генетичної гіпертензії. Am. J. Physiol. Ren. фізіол. 2005, 288, F1173–F1182. [CrossRef]

16. Фентон, Р.А.; Knepper, MA Мишачі моделі та механізм концентрації сечі в новому тисячолітті. фізіол. 2007, 87, 1083–1112. [CrossRef] [PubMed]

17. Комхофф, М.; Laghmani, K. MAGED2: Нова форма антенатального синдрому Барттера. Curr. Опін. Нефрол. гіпертензії. 2018, 27, 323–328. [CrossRef]

18. Сендс, Дж. М. Концентрація та розведення в сечі в старіючій нирці. Сьомін. Нефрол. 2009, 29, 579–586. [CrossRef]

19. Тянь, Ю.; Ріазі, С.; Хан, О.; Кляйн, Дж. Д.; Сугімура, Ю.; Вербаліс, Дж. Г.; Ecelbarger, CA Ниркова субодиниця ENaC, кількість котранспортерів Na-K-2Cl і Na-Cl у літніх щурів F344 x Brown Norway з обмеженим доступом до води. Kidney Int. 2006, 69, 304–312. [CrossRef] [PubMed]

20. Шиссль І.М.; Castrop, H. Регулювання сплайсингу та фосфорилювання NKCC2. Curr. Опін. Нефрол. гіпертензії. 2015, 24, 457–462. [CrossRef] [PubMed]

21. Девіс, М.; Фрейзер, SA; Галич, С.; Чой, SW; Катерелос, М.; Глейх, К.; Кемп, BE; Кріплення, ПФ; Пауер, Д. А. Нові механізми утримання натрію плюс при ожирінні: фосфорилювання NKCC2 і регуляція SPAK/OSR1 за допомогою AMPK. Am. J. Physiol. Ren. фізіол. 2014, 307, F96–F106. [CrossRef]

22. Гамба, Г. Регулювання активності NKCC2 за допомогою усічених ізоформ SPAK. Am. J. Physiol. Ren. фізіол. 2014, 306, F49–F50. [CrossRef] [PubMed]

23. Едвардс, А.; Кастроп, Х.; Лагмані, К.; Валлон, В.; Layton, AT. Вплив регуляції ізоформи NKCC2 на транспорт NaCl у товстій висхідній кінцівці та щільній макулі: дослідження моделювання. Am. J. Physiol. Ren. фізіол. 2014, 307, F137–F146. [CrossRef]

24. Вітале, А.; Denecke, J. Вхідні ворота ендоплазматичного ретикулуму секреторного шляху. Рослина. Cell 1999, 11, 615–628. [PubMed]

25. Каплан, М. Дж. Полярність мембрани в епітеліальних клітинах: сортування білків і встановлення поляризованих доменів. Am. J. Physiol. 1997, 272, F425–F429. [CrossRef]

26. Сун, З.; Бродський, Я. Л. Контроль якості білка в секреторному шляху. J. Cell Biol 2019, 218, 3171–3187. [CrossRef] [PubMed]

27. Руджано, А.; Форесті, О.; Carvalho, P. Контроль якості: деградація, пов'язана з ER: контроль якості білка та не тільки. J. Cell Biol. 2014, 204, 869–879. [CrossRef] [PubMed]

28. Раддок, LW; Молінарі, М. Обробка N-глікану в контролі якості ER. J. Cell Sci. 2006, 119, 4373–4380. [CrossRef]

29. Молінарі, М. Структура N-глікану визначає подовження згортання білка або початок утилізації. Нац. Chem. Biol. 2007, 3, 313–320. [CrossRef]

30. Геберт, Д.Н.; Гарман, SC; Молінарі, М. Глікановий код ендоплазматичного ретикулуму: вуглеводи, пов'язані з аспарагіном, як дозрівання білка та мітки контролю якості. Trends Cell Biol. 2005, 15, 364–370. [CrossRef]

31. Igdoura, SA; Herscovics, A.; Лал, А.; Moremen, KW; Моралес, CR; Hermo, L. Альфа-маннозидази, залучені до процесингу N-гліканів, демонструють клітинну специфічність і чітку субкомпартменталізацію в апараті Гольджі клітин яєчка та придатка яєчка. Євро. J. Cell Biol. 1999, 78, 441–452. [CrossRef]

32. Ледеркремер Г.З.; Glickman, MH Вікно можливостей: визначення часу деградації білка шляхом скорочення цукрів і убіквітинів. Trends Biochem. Sci. 2005, 30, 297–303. [CrossRef] [PubMed]

33. Стенлі, П.; Танігучі, Н.; Ебі, М. N-глікани. In Essentials of Glycobiology, 3rd.; Varki, A., Cummings, RD, Esko, JD, Stanley, P., Hart, GW, Aebi, M., Darvill, AG, et al., Eds.; Cold Spring Harbor: Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 2015; С. 99–111.

34. Барлоу, CK; Міллер, Е. А. Секреторний біогенез білка та трафік у ранньому секреторному шляху. Генетика 2013, 193, 383–410. [CrossRef]

35. Ву, X.; Rapoport, TA Механічне розуміння деградації білка, пов'язаної з ER. Curr. Опін. Cell Biol. 2018, 53, 22–28. [CrossRef]

36. Сонце, З.; Бродський, Дж. Л. Шлях деградації модельного неправильно згорнутого білка визначається схильністю до агрегації. мол. Біологічна клітина. 2018, 29, 1422–1434. [CrossRef]

37. Фресно, І.; Молінарі, М. Протеасомальний і лізосомальний кліренс несправних секреторних білків: шляхи деградації, пов'язаної з ER (ERAD) і деградації, пов'язаної з ER до лізосоми (ERLAD). Крит. Rev. Biochem. мол. Biol. 2019, 54, 153–163. [CrossRef] [PubMed]

38. Браянт, К.; Джонсон, Н.; Swanton, E. Системи контролю якості трансмембранного домену працюють в ендоплазматичному ретикулумі та апараті Гольджі. PLoS ONE 2017, 12, e0173924. [CrossRef] [PubMed]

39. Дженсен, Т.Дж.; Лу, Массачусетс; Пінд, С.; Вільямс, Д.Б.; Голдберг, А.Л.; Riordan, JR Кілька протеолітичних систем, включаючи протеасому, сприяють процесингу CFTR. Cell 1995, 83, 129–135. [CrossRef]

40. Уорд, CL; Омура, С.; Kopito, RR. Деградація CFTR шляхом убіквітин-протеасоми. Cell 1995, 83, 121–127. [CrossRef]

41. Gong, Q.; Кіні, ДР; Молінарі, М.; Zhou, Z. Деградація мутантних каналів синдрому довгого інтервалу QT типу II з порушенням торгівлі шляхом убіквітин-протеасомного шляху. J. Biol. Chem. 2005, 280, 19419–19425. [CrossRef]

42. О'Доннелл, BM; Макі, ТД; Субраманья, А.Р.; Brodsky, JL, пов’язана з ендоплазматичним ретикулумом деградація ниркового калієвого каналу, ROMK, призводить до синдрому Барттера II типу. J. Biol. Chem. 2017, 292, 12813–12827. [CrossRef] [PubMed]

43. Needham, PG; Міколюк, К.; Дхакарвал, П.; Хадем, С.; Снайдер, AC; Субраманья, А.Р.; Бродський, Дж. Л. Чутливий до тіазиду котранспортер NaCl призначений для шаперон-залежної деградації, пов’язаної з ендоплазматичним ретикулумом. J. Biol. Chem. 2011, 286, 43611–43621. [CrossRef] [PubMed]

44. Zaarour, N.; Демарец, С.; Дефонтен, Н.; Чжу, Ю.; Лагмані, К. Кілька еволюційно збережених ди-лейциноподібних мотивів у карбоксильному кінці контролюють антероградну торгівлю NKCC2. J. Biol. Chem. 2012, 287, 42642–42653. [CrossRef]

45. Zaarour, N.; Демарец, С.; Дефонтен, Н.; Мордасіні, Д.; Laghmani, K. Висококонсервативний мотив на кінці COOH диктує вихід ендоплазматичного ретикулуму та експресію NKCC2 на клітинній поверхні. J. Biol. Chem. 2009, 284, 21752–21764. [CrossRef] [PubMed]

46. ​​Seaayfan, E.; Дефонтен, Н.; Демарец, С.; Заароур, Н.; Лагмані, К. Білок OS9 взаємодіє з котранспортером Na-K-2Cl (NKCC2) і націлює його незрілу форму на шлях деградації, пов’язаний з ендоплазматичним ретикулумом. J. Biol. Chem. 2016, 291, 4487–4502. [CrossRef]

47. Бродський, Дж. Л. Захисна та деструктивна роль молекулярних шаперонів під час ERAD (деградація, пов’язана з ендоплазматичним ретикулумом). біохім. J. 2007, 404, 353–363. [CrossRef]

48. Guerriero, CJ; Бродський, Дж. Л. Делікатний баланс між згортанням секретованого білка та деградацією, пов’язаною з ендоплазматичним ретикулумом, у фізіології людини. фізіол. 2012, 92, 537–576. [CrossRef]

49. Анер, А.; Гонг, X.; Frizzell, RA Деградація трансмембранного регулятора провідності кістозного фіброзу: перехресні переговори між шляхами убіквітиляції та SUMOylation. FEBS J. 2013, 280, 4430–4438. [CrossRef]

50. Доннеллі, Б.Ф.; Needham, PG; Снайдер, AC; Рой, А.; Хадем, С.; Бродський, Я.Л.; Мультишаперонові комплекси Subramanya, AR Hsp70 і Hsp90 послідовно регулюють деградацію та біогенез, пов’язану з ендоплазматичним ретикулумом котранспортера, чутливого до тіазидів. J. Biol. Chem. 2013, 288, 13124–13135. [CrossRef]

51. Бензіан, Б.; Демарец, С.; Дефонтен, Н.; Заароур, Н.; Шеваль, Л.; Буржуа, С.; Klein, C.; Фруасар, М.; Бланшар, А.; Paillard, M.; та ін. Поверхнева експресія NKCC2 у клітинах ссавців: пригнічення шляхом нової взаємодії з альдолазою BJ Biol. Chem. 2007, 282, 33817–33830. [CrossRef]

52. Зааур, Н.; Дефонтен, Н.; Демарец, С.; Азроян, А.; Шеваль, Л.; Лагмані, К. Секреторний мембранний білок 2 регулює екзоцитарну вставку NKCC2 у клітинну мембрану. J. Biol. Chem. 2011, 286, 9489–9502. [CrossRef]

53. Бахос-Дуайхі, Д.; Seaayfan, E.; Демарец, С.; Комхофф, М.; Лагмані, К. Диференціальні ефекти STCH і індукованого стресом Hsp70 на стабільність і дозрівання NKCC2. Міжн. J. Mol. Sci. 2021, 22, 2207. [CrossRef]

54. Herscovics, A.; Шнейкерт, Дж.; Атанасіадіс, А.; Moremen, KW Виділення мишачої кДНК манозидази Гольджі, члена сімейства генів, що збереглися від дріжджів до ссавців. J. Biol. Chem. 1994, 269, 9864–9871. [CrossRef]

55. Темпель, В.; Каравег, К.; Лю, ZJ; Роза, Дж.; Ван, BC; Moremen, KW Структура мишачої альфа-маннозидази Гольджі IA розкриває молекулярну основу субстратної специфічності серед класу 1 (сімейство 47 глікозилгідролаз) альфа1,2-манозидаз. J. Biol. Chem. 2004, 279, 29774–29786. [CrossRef]

56. Tulsiani, DR; Touster, O. Очищення та характеристика манозидази IA з мембран Гольджі печінки щурів. J. Biol. Chem. 1988, 263, 5408–5417. [CrossRef]

57. Хосокава, Н.; Ви, З.; Трамбле, LO; Нагата, К.; Herscovics, A. Стимуляція ERAD неправильно складеного нульового гонконгського альфа1- антитрипсину Гольджі альфа1,2-манозидазами. біохім. біофіз. рез. Комун. 2007, 362, 626–632. [CrossRef] [PubMed]

58. Оген-Штерн, Н.; Авєзов Є.; Шенкман, М.; Беньяір, Р.; Lederkremer, GZ. Маннозидаза IA займається контролем якості везикул і бере участь у націленні глікопротеїну на ERAD. J. Mol. Biol. 2016, 428, 3194–3205. [CrossRef]

59 Яннотті, MJ; Фігард, Л.; Сокач, А.М.; Сіферс, Р. Н. Гольджи-локалізована манозидаза (MAN1B1) відіграє роль неферментативного воротаря в контролі якості біосинтезу білка. J. Biol. Chem. 2014, 289, 11844–11858. [CrossRef] [PubMed]

60. Пан, С.; Ченг, X.; Sifers, RN Гольджі, розташована в ендоплазматичному ретикулумі альфа-1, 2-манозидаза сприяє відновленню субстратів ERAD шляхом прямої взаємодії з гамма-COP. мол. Biol. Cell 2013, 24, 1111–1121. [CrossRef] [PubMed]

61. Шаукат І.; Бахос-Дуайхі, Д.; Чжу, Ю.; Seaayfan, E.; Демарец, С.; Frachon, N.; Вебер, С.; Комхофф, М.; Варгас-Пуссу, Р.; Лагмані, К. Нове уявлення про роль деградації, пов'язаної з ендоплазматичним ретикулумом, у синдромі Барттера типу 1. Hum. Мутат. 2021, 42, 947–968. [CrossRef]

62. Фудзіта, Е.; Kouroku, Y.; Isoai, A.; Кумагай, Х.; Місутані, А.; Мацуда, К.; Хаяші, Ю.К.; Momoi, T. Дві системи деградації, асоційованої з ендоплазматичним ретикулумом (ERAD) для нового варіанту мутантного дисферліна: убіквітин/протеасома ERAD(I) і аутофагія/лізосома ERAD(II). гудіння мол. Жене. 2007, 16, 618–629. [CrossRef]

63. Бернасконі, Р.; Молінарі, М. ERAD і налаштування ERAD: утилізація вантажу та регуляторів ERAD від ER ссавців. Curr. Опін. Стільниковий. Biol. 2011, 23, 176–183. [CrossRef]

64. Арван, П.; Чжао, X.; Рамос-Кастанеда, Дж.; Chang, A. Контроль якості секреторного шляху, що працює в Гольджі, плазмалемі та ендосомальних системах. Трафік 2002, 3, 771–780. [CrossRef]

65. Штольц, А.; Вольф, Д. Х. Деградація білка, пов’язана з ендоплазматичним ретикулумом: подорож до пекла за допомогою наглядача. Біохім. біофіз. Acta 2010, 1803, 694–705. [CrossRef] [PubMed]

66. Ван, Ф.; Пісня, В.; Бранкаті, Г.; Segatori, L. Інгібування деградації, пов'язаної з ендоплазматичним ретикулумом, рятує нативне згортання при захворюваннях неправильного згортання білків із втратою функції. J. Biol. Chem. 2011, 286, 43454–43464. [CrossRef] [PubMed]

67. Токунага, Ф.; Brostrom, C.; Койде, Т.; Arvan, P. Пов'язана з ендоплазматичним ретикулумом (ER) деградація неправильно складених N-зв'язаних глікопротеїнів пригнічується при інгібуванні ER манозидази IJ Biol. Chem. 2000, 275, 40757–40764. [CrossRef] [PubMed]

68. Гройсман Б.; Шенкман, М.; Рон, Е.; Lederkremer, GZ Обрізка маннози необхідна для доставки глікопротеїну з EDEM1 до XTP3-B і пізніх етапів деградації, пов’язаних з ендоплазматичним ретикулумом. J. Biol. Chem. 2011, 286, 1292–1300. [CrossRef] [PubMed]

69. Варгас-Пуссу, Р.; Фельдман, Д.; Воллмер, М.; Конрад, М.; Келлі, Л.; van den Heuvel, LP; Тебурбі, Л.; Брандіс, М.; Каролій, Л.; Геберт, SC; та ін. Нові молекулярні варіанти гена котранспортера Na-K-2Cl відповідають за антенатальний синдром Барттера. Am. Дж. Хум. Жене. 1998, 62, 1332–1340. [CrossRef] [PubMed]

70. Геленіус, А.; Ебі, М. Ролі N-зв'язаних гліканів в ендоплазматичному ретикулумі. Annu. Rev. Biochem. 2004, 73, 1019–1049. [CrossRef]

71. Spiro, RG. Роль N-зв'язаних поліманозних олігосахаридів у націленні на глікопротеїни для деградації, пов'язаної з ендоплазматичним ретикулумом. Клітина мол. Life Sci. 2004, 61, 1025–1041. [CrossRef]

72. Маркус, Нью-Йорк; Perlmutter, DH Інгібітори глюкозидази та маннозидази опосередковують підвищену секрецію мутантного альфа1-антитрипсину ZJ Biol. Chem. 2000, 275, 1987–1992. [CrossRef]

73. Лю Ю.; Чоудхурі, П.; Кабрал, CM; Сіферс, Р. Н. Внутрішньоклітинне видалення неповністю згорнутого людського альфа1-антитрипсину включає вивільнення з калнексину та посттрансляційне скорочення зв’язаних з аспарагіном олігосахаридів. J. Biol. Chem. 1997, 272, 7946–7951. [CrossRef] [PubMed]

74. Кабрал, CM; Лю, Ю.; Сіферс, Р. Н. Контроль якості глікопротеїну розсічення в секреторному шляху. Trends Biochem. Sci. 2001, 26, 619–624. [CrossRef]

75. Ермонваль М.; Кіцмюллер, С.; Мир, А.М.; Какан, Р.; Ivessa, NE N-гліканова структура короткоживучого варіанту рибофорину I, експресованого в клітинній лінії з дефектом глікозилювання MadIA214, розкриває роль манозидази, яка не є ER манозидазою I, у процесі деградації глікопротеїну. Глікобіологія 2001, 11, 565–576. [CrossRef] [PubMed]

76. Фулк'є, Ф.; Ковдра, С.; Кляйн, А.; Мир, А.М.; Чірат, Ф.; Cacan, R. Пов’язана з ендоплазматичним ретикулумом деградація глікопротеїнів, що містять види Man5GlcNAc2 і Man9GlcNAc2 у клітинній лінії MI8-5 CHO. Євро. J. Biochem. 2004, 271, 398–404. [CrossRef]

77. Авєзов Є.; Френкель, З.; Ерліх, М.; Herscovics, A.; Ледеркремер, Г. З. Маннозидаза I ендоплазматичного ретикулуму (ER) розділена на компартменти та необхідна для підрізання N-глікану до Man5-6GlcNAc2 під час деградації, пов’язаної з глікопротеїном ER. мол. Biol. Cell 2008, 19, 216–225. [CrossRef]

78. Хосокава, Н.; Трамбле, LO; Ви, З.; Herscovics, A.; Вада, І.; Nagata, K. Посилення деградації ендоплазматичного ретикулуму (ER) неправильно складеного нульового гонконгського альфа1-антитрипсину манозидазою людини ER IJ Biol. Chem. 2003, 278, 26287–26294. [CrossRef]

79. Сіферс Р. Н. Клітинна біологія. Деградація білка розблокована. Наука 2003, 299, 1330–1331. [CrossRef]

80. Ву Ю.; Swulius, MT; Moremen, KW; Сіферс, Р. Н. Роз’яснення молекулярної логіки, за якою неправильно згорнутий альфа 1-антитрипсин переважно вибирається для деградації. Proc. Natl. акад. Sci. США 2003, 100, 8229–8234. [CrossRef] [PubMed]

81. Хірао, К.; Нацука, Ю.; Тамура, Т.; Вада, І.; Моріто, Д.; Нацука, С.; Ромеро, П.; Слено, Б.; Трамбле, LO; Herscovics, A.; та ін. EDEM3, розчинний гомолог EDEM, посилює деградацію глікопротеїну, пов’язану з ендоплазматичним ретикулумом, і скорочення маннози. J. Biol. Chem. 2006, 281, 9650–9658. [CrossRef]

82. Оліварі, С.; Калі, Т.; Сало, К.Е.; Паганетті, П.; Раддок, Л.В.; Molinari, M. EDEM1 регулює деградацію, пов'язану з ER, шляхом прискорення деманозилювання дефектних поліпептидів згортання та інгібування їхньої ковалентної агрегації. біохім. біофіз. рез. Комун. 2006, 349, 1278–1284. [CrossRef] [PubMed]

83. Біберіх, Е.; Bause, E. Man9-маннозидаза з нирок людини експресується в клітинах COS у вигляді трансмембранного N-глікопротеїну Гольджи типу II. Євро. J. Biochem. 1995, 233, 644–649. [CrossRef] [PubMed]

84. Веласко, А.; Хендрікс, Л.; Moremen, KW; Тулсіані, ДР; Тоустер, О.; Farquhar, MG Залежні від типу клітин варіації субклітинного розподілу альфа-маннозидази I і II. J. Cell Biol. 1993, 122, 39–51. [CrossRef] [PubMed]

85. Біберіх, Е.; Тремл, К.; Волкер, К.; Рольфс, А.; Кальц-Фуллер, Б.; Bause, E. Man9-mannosidase з свинячої печінки – це мембранний білок II типу, який міститься в ендоплазматичному ретикулумі. Клонування кДНК та експресія ферменту в клітинах COS 1. Євро. J. Biochem. 1997, 246, 681–689. [CrossRef]

86. Рон, Е.; Шенкман, М.; Гройсман Б.; Ізенштейн Ю.; Лейтман, Дж.; Ледеркремер, Г. З. Обхід глікан-залежної доставки глікопротеїну до ERAD за допомогою підвищеної регуляції EDEM1. мол. Biol. Cell 2011, 22, 3945–3954. [CrossRef]

87. Касагранде, Р.; Стерн, П.; Дієн, М.; Шаму, К.; Осаріо, М.; Зуніга, М.; Браун, ПО; Ploegh, H. Деградація білків з ER S. cerevisiae вимагає інтактного розгорнутого шляху відповіді білка. мол. Cell 2000, 5, 729–735. [CrossRef]

88. Шредер, М.; Kaufman, RJ ER стрес і розгорнута білкова відповідь. Мутат. рез. 2005, 569, 29–63. [CrossRef]

89. Лян, CJ; Chang, YC; Chang, HC; Ван, CK; Хунг, YC; Лін Ю.Є.; Чан, CC; Чен, CH; Чанг, HY; Санг, Т.К. Дерлін-1 регулює патогенез, пов’язаний з VCP, і індукований стресом апоптоз ендоплазматичного ретикулуму. PLoS Genet. 2014, 10, e1004675. [CrossRef] [PubMed]

90. Хоук, SA; Сінгх, С.; Cyr, DM. Клітинні відповіді на неправильно згорнуті білки та білкові агрегати. Методи мол. Biol. 2012, 832, 455–461. [CrossRef] [PubMed]

91. Чаудхурі, Т. К.; Paul, S. Захворювання, пов'язані з неправильним згортанням білків, і терапевтичні підходи на основі шаперонів. FEBS J. 2006, 273, 1331–1349. [CrossRef]

92. Ядав, К.; Ядав, А.; Вашістха, П.; Пандей, В.П.; Двіведі, ООН Хвороби неправильного згортання білка та терапевтичні підходи. Curr. білок. Пепт. Sci. 2019, 20, 1226–1245. [CrossRef]

93. Фресно, І.; Молінарі, М. Оборот ендоплазматичного ретикулуму: ER-page та інші смаки в селективному та неселективному кліренсі ER. F1000Res 2018, 7, 454. [CrossRef]

94. Окійонеда, Т.; Апая, П.М.; Lukacs, GL Контроль якості білка на плазматичній мембрані. Curr. Опін. Cell Biol. 2011, 23, 483–491. [CrossRef]

95. Колдуелл, SR; Хілл, KJ; Купер, А. А. Деградація субстратів контролю якості ендоплазматичного ретикулуму (ЕР) вимагає транспортування між ЕР і Гольджі. J. Biol. Chem. 2001, 276, 23296–23303. [CrossRef] [PubMed]

96. Таксі, С.; Фогель, Ф.; Wolf, DH Трафік ER-Golgi є необхідною умовою для ефективної деградації ER. мол. Biol. Cell 2002, 13, 1806–1818. [CrossRef] [PubMed]

97. Вашист, С.; Ng, DT Неправильно складені білки сортуються за допомогою механізму послідовного контролю якості ER. J. Cell Biol. 2004, 165, 41–52. [CrossRef] [PubMed]

98. Шмідт, О.; Вейєр, Ю.; Бауман, В.; Відерін, М.А.; Айзінг, С.; Ангелова, М.; Шлейффер, А.; Кремсер, Л.; Лінднер, Х.; Петро, ​​М.; та ін. Ендосомна та асоційована з Гольджі деградація (EGAD) мембранних білків регулює метаболізм сфінголіпідів. EMBO J. 2019, 38, e101433. [CrossRef]

99. Пан, С.; Ван, С.; Утама, Б.; Хуан, Л.; Блок Н.; Естес, М.К.; Moremen, KW; Сіферс, Р. Н. Гольджі локалізація ERManI визначає просторове розділення системи контролю якості глікопротеїну ссавців. мол. Biol. Cell 2011, 22, 2810–2822. [CrossRef]

Сільві Демарец 1,2, Елі Сіайфан 1,2,† , Далал Бахос-Дуайхі 1,2, Надя Фрачон 1,2, Мартін Кемхофф 3 і Камел Лагмані 1,2,

1 Centre de Recherche des Cordeliers, Sorbonne Université, Inserm, Université de Paris, F-75006 Paris, France; sylvie.demaretz@sorbonne-universite.fr (SD); elie.seaayfan@uni-marburg.de (ES); dalal.bakhos_aldouaihy@sorbonne-universite.fr (DB-D.); nadia.frachon@sorbonne-universite.fr (NF)

2 CNRS, ERL8228, F-75006 Париж, Франція

3 Відділення дитячої нефрології та трансплантації, Університетська дитяча лікарня, Університет Філіпса, 35043 Марбург, Німеччина; Martin.Koemhoff@uk-gm.de