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Il curioso caso di PHLPP2: più domande che risposte

Il vero ruolo del PHLPP2 nelle cellule rimane un mistero nonostante l'iniziale entusiasmo.

Tarik Husremović, Katharina M. Siess, Sumire Antonioli, Vanessa Meier, Lucas Piëch, Irina Grishkovskaya, Nikoleta Kircheva, Silvia E. Angelova, Andreas Brandstätter, Jiri Veis, Fran Miočić-Stošić, Dorothea Anrather, Markus Hartl, Linda Truebestein, Bojan Žagrović, Stephan Hann, Christoph Bock, Egon Ogris, Todor Dudev, Nicholas A.T. Irwin, David Haselbach, Thomas A. Leonard

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PHLPP2: Una falsa PHLPP2: Una falsa speranza provato e sconcertante. Il presunto ruolo di PHLPP2 rimane non
Indice

PHLPP2 è come quell'amico che dice di essere un cuoco fantastico ma finisce sempre per bruciare l'acqua. È conosciuto come una pseudofosfatasi, il che significa che si pensava potesse rimuovere i gruppi fosfato dalle proteine, un compito cruciale per molti processi cellulari. Tuttavia, sembra che PHLPP2 non stia cucinando proprio nulla dopo tutto!

Le Basi della Crescita Cellulare e dei Fattori di Crescita

Per capire PHLPP2, dovremmo iniziare con la crescita cellulare. Le nostre cellule sono come bambini in crescita; hanno bisogno delle giuste condizioni, amici e un po' di guida per prosperare. I fattori di crescita sono gli adulti saggi che dicono alle cellule quando crescere, dividersi e maturare. Lo fanno attivando alcuni attori importanti sulla superficie della cellula, in particolare un gruppo chiamato recettori tirosina chinasi (RTK).

Quando i fattori di crescita attivano gli RTK, è come accendere un interruttore. Questo interruttore provoca una reazione a catena all'interno della cellula. Uno dei personaggi principali in questa storia è Ras, una piccola GTPasi essenziale per trasmettere segnali. Un altro attore è la fosfoinositide 3-chinasi (PI3K), che aiuta a convertire un lipide specifico nella membrana cellulare in una molecola segnalante chiamata PIP3.

La Connessione tra PIP3 e AKT

PIP3 è un po' una superstar nella cellula. Raduna altre proteine che possono aiutare a controllare funzioni importanti come la crescita e il metabolismo. Uno dei suoi migliori amici è Akt, un attore chiave nella regolazione di questi processi. Akt viene attivato grazie all'aiuto di un'altra proteina chiamata PDK1, che lo fosforila in un sito specifico.

Grazie a questa attivazione, Akt può aiutare la cellula a crescere, dividersi e persino gestire il suo uso di energia, rendendolo un giocatore cruciale per mantenere tutto in funzione senza intoppi.

Il Ruolo di PTEN

Ora, proprio come in ogni buona storia, c'è un personaggio che svolge il ruolo dell'antagonista-entra in gioco PTEN. Questo soppressore tumorale agisce come un piccolo rallentatore, assicurandosi che le cose non sfuggano di mano. Lo fa trasformando PIP3 di nuovo in PIP2, fermando così Akt dall'andare fuori controllo nelle sue attività. Quando PTEN è assente o mutato, l'equilibrio viene disturbato, portando a potenziali problemi, incluso il cancro.

La Famiglia PHLPP: Aspettative e Delusioni

Le proteine PHLPP, incluso PHLPP2, inizialmente si pensava fossero responsabili della disattivazione di Akt rimuovendo i gruppi fosfato che mantengono Akt attivo. Tuttavia, nuove ricerche mostrano che PHLPP2 potrebbe non fare questo lavoro. Invece, sembra più simile allo zio che si presenta ai ritrovi di famiglia ma non aiuta mai con i lavori di casa.

I Risultati della Ricerca

I ricercatori che hanno approfondito PHLPP2 non hanno trovato prove che questa proteina potesse effettivamente rimuovere i gruppi fosfato da Akt. Hanno condotto vari esperimenti, trattando PHLPP2 purificato con diverse condizioni e hanno scoperto che non mostrava alcuna delle attività di Fosfatasi attese. Anche quando hanno aumentato la concentrazione di PHLPP2 a livelli molto più alti del normale, non ha comunque mostrato alcuna azione.

Inoltre, sono state trovate tracce di altre proteine, in particolare PP2A, che contaminavano i campioni di PHLPP2. Sembra che PHLPP2 stia frequentando la compagnia sbagliata ed è spesso visto essere oscurato dalla più potente PP2A.

La Scoperta della Natura Pseudofosfatasi

Attraverso un'accurata indagine, gli scienziati hanno concluso che PHLPP2 non ha il sito attivo necessario per una reale attività di fosfatasi. In termini più semplici, non ha gli strumenti per fare il lavoro che si pensava dovesse svolgere. Alcuni potrebbero dire che è un po' una frode, ma sembra che PHLPP2 abbia un ruolo-solo che non è quello che ci aspettavamo.

I risultati suggeriscono che PHLPP2 proviene da una fosfatasi ancestrale molto tempo fa, ma ha perso la sua funzione principale nel corso dell'evoluzione. Infatti, le prove mostrano che PHLPP è più un residuo che un partecipante attivo nella regolazione dei processi cellulari.

Il Contesto Evolutivo

Riflettendo sulla storia, il viaggio evolutivo di PHLPP2 suggerisce che un tempo avesse capacità catalitiche, ma col passare del tempo ha perso la sua capacità di eseguire questa funzione in modo efficace. È come quell'atleta che un tempo dominava il campo ma è finito in panchina dopo infortuni.

È interessante notare che PHLPP1 e PHLPP2, due membri della famiglia, sono emersi dopo alcuni eventi di duplicazione nei nostri antenati vertebrati. Nonostante il loro apparente declino di potere, sono rimasti una parte del patrimonio genetico di molti organismi, suggerendo che potrebbero servire a qualche altro scopo, anche se non comprendiamo ancora bene quale sia.

Il Legame con il Cancro

L'iniziale entusiasmo riguardo alle proteine PHLPP, in particolare per quanto riguarda il loro ruolo nel cancro, è notevolmente diminuito. I ricercatori erano speranzosi che, poiché erano legate ad Akt-conosciuto per il suo ruolo nella progressione del cancro-PHLPP potesse agire come un soppressore tumorale.

Tuttavia, quando gli scienziati hanno esaminato i dati della genomica del cancro, non hanno trovato mutazioni significative in PHLPP1 o PHLPP2 associate al cancro. Questi risultati hanno sollevato molte sopracciglia, indicando che il ruolo delle proteine PHLPP nel cancro è esagerato, forse tanto quanto una storia di pesci.

Nonostante le prime indicazioni che PHLPP potesse sopprimere la crescita tumorale, ulteriori studi hanno dimostrato che eliminare PHLPP2 nei topi non porta a un aumento del rischio di cancro. Infatti, sembra che entrambe le proteine PHLPP coesistano comodamente senza alcun dramma significativo nello sviluppo del cancro.

Il Ruolo di PHLPP nella Cellula

Quindi, se PHLPP2 non è un attore nel cancro o una vera fosfatasi, cosa fa? Rimane un po' un mistero. Le storie di duplicazione genica e evoluzione suggeriscono un potenziale ruolo che non abbiamo ancora scoperto.

Forse PHLPP2 è ancora coinvolto nella segnalazione cellulare in modi che non comprendiamo ancora completamente. Le sue strutture indicano che potrebbe legarsi con alcune molecole segnalanti, come le fosfoinositidi, suggerendo che ha ancora qualcosa da offrire nel regno delle funzioni cellulari.

Molte opzioni di ricerca si prospettano riguardo a PHLPP2. Gli scienziati potrebbero scoprire funzioni che collegano questa pseudofosfatasi ad altri percorsi biologici critici, specialmente considerando i suoi schemi di espressione in vari tessuti e le sue potenziali interazioni con altre proteine.

Conclusione

Alla fine, PHLPP2 resta un promemoria di come la scienza sia un campo in costante evoluzione. A volte, volti familiari si rivelano più complessi di quanto sembrino o meno impattanti di quanto si pensasse un tempo. PHLPP2 ci insegna che la strada verso la scoperta è spesso tortuosa. Anche se può non essere la potenza che speravamo, il suo viaggio evolutivo e la sua presenza persistente nelle nostre cellule suggeriscono che c'è ancora una storia da raccontare.

Man mano che continuiamo a sfogliare i vari strati, chissà quali nuovi ruoli PHLPP2 potrebbe rivelare? Per ora, rimane un curioso pezzo di puzzle nel grande quadro della biologia cellulare, in attesa di trovare il suo posto nel puzzle.

Fonte originale

Titolo: PHLPP2 is a pseudophosphatase that lost activity in the metazoan ancestor

Estratto: The phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway is a major regulator of cell and organismal growth. Consequently, hyperactivation of PI3K and its downstream effector kinase, Akt, is observed in many human cancers. PH domain leucine-rich repeat-containing protein phosphatases (PHLPP), two paralogous members of the metal-dependent protein phosphatase family, have been reported as negative regulators of Akt signaling and, therefore, tumor suppressors. However, the stoichiometry and identity of the bound metal ion(s), mechanism of action, and enzymatic specificity of these proteins are not known. Seeking to fill these gaps in our understanding of PHLPP biology, we unexpectedly discovered that PHLPP2 has no catalytic activity against the regulatory phosphorylation sites of Akt, nor the generic substrate para -nitrophenylphosphate. Instead, we found that PHLPP2 is a pseudophosphatase with a single zinc ion bound in its catalytic center. Furthermore, we found that current cancer genomics data do not support the proposed role of PHLPP1 or PHLPP2 as tumor suppressors. Phylogenetic analyses revealed an ancestral phosphatase that arose more than 1 Mya, but that lost activity at the base of the metazoan lineage. In summary, our results provide a molecular explanation for the inconclusive results that have hampered research on PHLPP and argue for a new focus on non-catalytic roles of PHLPP1 and PHLPP2. Significance StatementPHLPP1 and PHLPP2 have previously been reported as protein phosphatases that specifically inactivate Akt, a pro-growth and survival kinase hyperactivated in many human cancers. Unexpectedly, we found that purified PHLPP2 has no detectable enzymatic activity in vitro, an observation which can be rationalized by its unusual active site, which has diverged significantly from that of canonical metal-dependent phosphatases. Furthermore, we show that cancer genomics do not support a role for either PHLPP1 or PHLPP2 in cancer. Our findings argue for the exploration of alternative hypotheses regarding the role of PHLPP in Akt signaling and cancer, with a focus on its non-catalytic functions.

Autori: Tarik Husremović, Katharina M. Siess, Sumire Antonioli, Vanessa Meier, Lucas Piëch, Irina Grishkovskaya, Nikoleta Kircheva, Silvia E. Angelova, Andreas Brandstätter, Jiri Veis, Fran Miočić-Stošić, Dorothea Anrather, Markus Hartl, Linda Truebestein, Bojan Žagrović, Stephan Hann, Christoph Bock, Egon Ogris, Todor Dudev, Nicholas A.T. Irwin, David Haselbach, Thomas A. Leonard

Ultimo aggiornamento: 2024-12-04 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.625870

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.625870.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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