Human erythrocytes: cytoskeleton and its origin

In the last few years, erythrocytes have emerged as the main determinant of blood rheology. In mammals, these cells are devoid of nuclei and are, therefore, unable to divide. Consequently, all circulating erythrocytes come from erythropoiesis, a process in the bone marrow in which several modifications are induced in the expression of membrane and cytoskeletal proteins, and different vertical and horizontal interactions are established between them. Cytoskeleton components play an important role in this process, which explains why they and the interaction between them have been the focus of much recent research. Moreover, in mature erythrocytes, the cytoskeleton integrity is also essential, because the cytoskeleton confers remarkable deformability and stability on the erythrocytes, thus enabling them to undergo deformation in microcirculation. Defects in the cytoskeleton produce changes in erythrocyte deformability and stability, affecting cell viability and rheological properties. Such abnormalities are seen in different pathologies of special interest, such as different types of anemia, hypertension, and diabetes, among others. This review highlights the main findings in mammalian erythrocytes and their progenitors regarding the presence, conformation and function of the three main components of the cytoskeleton: actin, intermediate filaments, and tubulin.Fil: Nigra, Ayelén Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentin

Characterization of a novel HMG-CoA lyase enzyme with a dual location in endoplasmic reticulum and cytosol

A novel lyase activity enzyme is characterized for the first time: HMG-CoA lyase-like1 (er-cHL), which is a close homolog of mitochondrial HMG-CoA lyase (mHL). Initial data show that there are nine mature transcripts for the novel gene HMGCLL1, although none of them has all its exons. The most abundant transcript is called "variant b," and it lacks exons 2 and 3. Moreover, a three-dimensional model of the novel enzyme is proposed. Colocalization studies show a dual location of the er-cHL in the endoplasmic reticulum (ER) and cytosol, but not in mitochondria or peroxisomes. Furthermore, the dissociation experiment suggests that it is a nonendoplasmic reticulum integral membrane protein. The kinetic parameters of er-cHL indicate that it has a lower Vmax and a higher substrate affinity than mHL. Protein expression and lyase activity were found in several tissues, and were particularly strong in lung and kidney. The occurrence of er-cHL in brain is surprising, as mHL has not been found there. Although mHL activity is clearly associated with energy metabolism, the results suggest that er-cHL is more closely related to another metabolic function, mostly at the pulmonary and brain level.Fil: Arnedo, María. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Menao, Sebastián. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Puisac, Beatriz. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Teresa Rodrigo, María E.. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Gil Rodríguez, María C.. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: López Viñas, Eduardo. CENTRO DE BIOLOGIA MOLECULAR SEVERO OCHOA (CBMSO) ; UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID; . Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Gómez Puertas, Paulino. CENTRO DE BIOLOGIA MOLECULAR SEVERO OCHOA (CBMSO) ; UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID; . Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Casals, Nuria. Universitat Internacional de Catalunya; EspañaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Hegardt, Fausto G.. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Pié, Juan. Universidad de Zaragoza; Españ

Erythrocyte plasma membrane potential: Past and current methods for its measurement

The plasma membrane functions both as a natural insulator and a diffusion barrier to the movement of ions. A wide variety of proteins transport and pump ions to generate concentration gradients that result in voltage differences, while ion channels allow ions to move across the membrane down those gradients. Plasma membrane potential is the difference in voltage between the inside and the outside of a biological cell, and it ranges from ~− 3 to ~− 90 mV. Most of the most significant discoveries in this field have been made in excitable cells, such as nerve and muscle cells. Nevertheless, special attention has been paid to some events controlled by changes in membrane potential in non-excitable cells. The origins of several blood disorders, for instance, are related to disturbances at the level of plasma membrane in erythrocytes, the structurally simplest red blood cells. The high simplicity of erythrocytes, in particular, made them perfect candidates for the electrophysiological studies that laid the foundations for understanding the generation, maintenance, and roles of membrane potential. This article summarizes the methodologies that have been used during the past decades to determine Δψ in red blood cells, from seminal microelectrodes, through the use of nuclear magnetic resonance or lipophilic radioactive ions to quantify intra and extracellular ions, to continuously renewed fluorescent potentiometric dyes. We have attempted to highlight the advantages and disadvantages of each methodology, as well as to provide a description of the technical aspects involved.Fil: Balach, Melisa Micaela. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Biotecnologia Ambiental y Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Biotecnologia Ambiental y Salud.; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Biotecnologia Ambiental y Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Biotecnologia Ambiental y Salud.; ArgentinaFil: Campetelli, Alexis Nazareno. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Cs.exactas Fisicoquimicas y Naturales. Instituto de Biotecnologia Ambiental y Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Instituto de Biotecnologia Ambiental y Salud.; Argentin

Prevention of tubulin/aldose reductase association delays the development of pathological complications in diabetic rats

In recent studies, we found that compounds derived from phenolic acids (CAFs) prevent the formation of the tubulin/aldose reductase complex and, consequently, may decrease the occurrence or delay the development of secondary pathologies associated with aldose reductase activation in diabetes mellitus. To verify this hypothesis, we determined the effect of CAFs on Na+,K+-ATPase tubulin-dependent activity in COS cells, ex vivo cataract formation in rat lenses and finally, to evaluate the antidiabetic effect of CAFs, diabetes mellitus was induced in Wistar rats, they were treated with different CAFs and four parameters were determinates: cataract formation, erythrocyte deformability, nephropathy and blood pressure. After confirming that CAFs are able to prevent the association between aldose reductase and tubulin, we found that treatment of diabetic rats with these compounds decreased membrane-associated acetylated tubulin, increased NKA activity, and thus reversed the development of four AR-activated complications of diabetes mellitus determined in this work. Based on these results, the existence of a new physiological mechanism is proposed, in which tubulin is a key regulator of aldose reductase activity. This mechanism can explain the incorrect functioning of aldose reductase and Na+,K+-ATPase, two key enzymes in the pathogenesis of diabetes mellitus. Moreover, we found that such alterations can be prevented by CAFs, which are able to dissociate tubulin/aldose reductase complex.Fil: Rivelli Antonelli, Juan Franco. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Nigra, Ayelén Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; ArgentinaFil: Monesterolo, Noelia Edith. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; ArgentinaFil: Previtali, Gabriela. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Primo, Emiliano David. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; ArgentinaFil: Otero, Lisandro Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentin

Regulation of aldose reductase activity by tubulin and phenolic acid derivates

In this work we demonstrate that aldose reductase (AR) interacts directly with tubulin and, was subjected to microtubule formation conditions, enzymatic AR activity increased more than sixfold. Since AR interacts mainly with tubulin that has 3-nitro-tyrosine in its carboxy-terminal, we evaluated whether tyrosine and other phenolic acid derivatives could prevent the interaction tubulin/AR and the enzymatic activation. The drugs evaluated have two characteristics in common: the presence of an aromatic ring and a carboxylic substituent. The 9 drugs tested were able to prevent both the interaction tubulin/AR and the enzymatic activation. In addition, we found that the induction of microtubule formation by high concentrations of glucose and the consequent activation of AR in cultured cells can be inhibited by phenolic acid derivates that prevent the interaction tubulin/AR. These results suggest that tubulin regulates the activation of AR through a direct interaction which can be controlled with phenolic derivates of carboxylic acids.Fil: Rivelli Antonelli, Juan Franco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Ochoa, Ana Laura. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Nigra, Ayelén Denise. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Previtali, Gabriela. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

Regulation of plasma membrane Ca 2 +-ATPase activity by acetylated tubulin: Influence of the lipid environment

We demonstrated previously that acetylated tubulin inhibits plasma membrane Ca 2 +-ATPase (PMCA) activity in plasma membrane vesicles (PMVs) of rat brain through a reversible interaction. Dissociation of the PMCA/tubulin complex leads to restoration of ATPase activity. We now report that, when the enzyme is reconstituted in phosphatidylcholine vesicles containing acidic or neutral lipids, tubulin not only loses its inhibitory effect but is also capable of activating PMCA. This alteration of the PMCA-inhibitory effect of tubulin was dependent on concentrations of both lipids and tubulin. Tubulin (300 μg/ml) in combination with acidic lipids at concentrations > 10%, increased PMCA activity up to 27-fold. The neutral lipid diacylglycerol (DAG), in combination with 50 μg/ml tubulin, increased PMCA activity > 12-fold, whereas tubulin alone at high concentration (≥ 300 μg/ml) produced only 80% increase. When DAG was generated in situ by phospholipase C incubation of PMVs pre-treated with exogenous tubulin, the inhibitory effect of tubulin on PMCA activity (ATP hydrolysis, and Ca 2 + transport within vesicles) was reversed. These findings indicate that PMCA is activated independently of surrounding lipid composition at low tubulin concentrations (< 50 μg/ml), whereas PMCA is activated mainly by reconstitution in acidic lipids at high tubulin concentrations. Regulation of PMCA activity by tubulin is thus dependent on both membrane lipid composition and tubulin concentration.Fil: Monesterolo, Noelia Edith. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Amaiden, Marina Rafaela. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Campetelli, Alexis Nazareno. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Arce, Carlos Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Pié, Juan. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

Alterations of hemorheological parameters and tubulin content in erythrocytes from diabetic subjects

Treatment of human erythrocytes with high glucose concentrations altered the content and distributions of three tubulin isotypes, with consequent reduction of erythrocyte deformability and osmotic resistance. In erythrocytes from diabetic subjects (D erythrocytes), (i) tubulin in the membrane-associated fraction (Mem-Tub) was increased and tubulin in the sedimentable fraction (Sed-Tub) was decreased, (ii) deformability was lower than in erythrocytes from normal subjects (N erythrocytes), and (iii) detyrosinated/acetylated tubulin content was higher in the Mem-Tub fraction and tyrosinated/acetylated tubulin content was higher in the Sed-Tub fraction, in comparison with N erythrocytes. Similar properties were observed for human N erythrocytes treated with high glucose concentrations, and for erythrocytes from rats with streptozotocin-induced diabetes. In N erythrocytes, high-glucose treatment caused translocation of tubulin from the Sed-Tub to Mem-Tub fraction, thereby reducing deformability and inducing acetylation/tyrosination in the Sed-Tub fraction. The increased tubulin acetylation in these cells resulted from inhibition of deacetylase enzymes. Increased tubulin acetylation and translocation of this acetylated tubulin to the Mem-Tub fraction were both correlated with reduced osmotic resistance. Our findings suggest that (i) high glucose concentrations promote tubulin acetylation and translocation of this tubulin to the membrane, and (ii) this tubulin is involved in regulation of erythrocyte deformability and osmotic fragility.Fil: Nigra, Ayelén Denis. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Monesterolo, Noelia Edith. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Rivelli Antonelli, Juan Franco. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Amaiden, Marina Rafael. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Campetelli, Alexis Nazareno. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

PMCA activity and membrane tubulin affect deformability of erythrocytes from normal and hypertensive human subjects

Our previous studies demonstrated formation of a complex between acetylated tubulin and brain plasma membrane Ca2 +-ATPase (PMCA), and the effect of the lipid environment on structure of this complex and on PMCA activity. Deformability of erythrocytes from hypertensive human subjects was reduced by an increase in membrane tubulin content. In the present study, we examined the regulation of PMCA activity by tubulin in normotensive and hypertensive erythrocytes, and the effect of exogenously added diacylglycerol (DAG) and phosphatidic acid (PA) on erythrocyte deformability. Some of the key findings were that: (i) PMCA was associated with tubulin in normotensive and hypertensive erythrocytes, (ii) PMCA enzyme activity was directly correlated with erythrocyte deformability, and (iii) when tubulin was present in the erythrocyte membrane, treatment with DAG or PA led to increased deformability and associated PMCA activity. Taken together, our findings indicate that PMCA activity is involved in deformability of both normotensive and hypertensive erythrocytes. This rheological property of erythrocytes is affected by acetylated tubulin and its lipid environment because both regulate PMCA activity.Fil: Monesterolo, Noelia Edith. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Nigra, Ayelén D.. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Campetelli, Alexis Nazareno. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Rivelli Antonelli, Juan Franco. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Arce, Carlos Angel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.químicas. Departamento de Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentin

Tubulin–Na + , K + -ATPase interaction: Involvement in enzymatic regulation and cellular function

A new function for tubulin was described by our laboratory: acetylated tubulin forms a complex with Na + ,K + -ATPase (NKA) and inhibits its activity. This process was shown to be a regulatory factor of physiological importance in cultured cells, human erythrocytes, and several rat tissues. Formation of the acetylated tubulin?NKA complex is reversible. We demonstrated that in cultured cells, high concentrations of glucose induce translocation of acetylated tubulin from cytoplasm to plasma membrane with a consequent inhibition of NKA activity. This effect is reversed by adding glutamate, which is coctransported to the cell with Na + . Another posttranslational modification of tubulin, detyrosinated tubulin, is also involved in the regulation of NKA activity: it enhances the NKA inhibition induced by acetylated tubulin. Manipulation of the content of these modifications of tubulin could work as a new strategy to maintain homeostasis of Na + and K + , and to regulate a variety of functions in which NKA is involved, such as osmotic fragility and deformability of human erythrocytes. The results summarized in this review show that the interaction between tubulin and NKA plays an important role in cellular physiology, both in the regulation of Na + /K + homeostasis and in the rheological properties of the cells, which is mechanically different from other roles reported up to now.Fil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular. Sección Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Campetelli, Alexis Nazareno. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Monesterolo, Noelia Edith. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Rivelli Antonelli, Juan Franco. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; ArgentinaFil: Nigra, Ayelén Denise. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Arce, Carlos Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud; Argentin

Activation of H+-ATPase by glucose in Saccharomyces cerevisiae involves a membrane serine protease

Background: Glucose induces H+-ATPase activation in Saccharomyces cerevisiae. Our previous study showed that (i) S. cerevisiae plasma membrane H+-ATPase forms a complex with acetylated tubulin (AcTub), resulting in inhibition of the enzyme activity; (ii) exogenous glucose addition results in the dissociation of the complex and recovery of the enzyme activity. Methods: We used classic biochemical and molecular biology tools in order to identify the key components in the mechanism that leads to H+-ATPase activation after glucose treatment. Results: We demonstrate that glucose-induced dissociation of the complex is due to pH-dependent activation of a protease that hydrolyzes membrane tubulin. Biochemical analysis identified a serine protease with a kDa of 35–40 and an isoelectric point between 8 and 9. Analysis of several knockout yeast strains led to the detection of Lpx1p as the serine protease responsible of tubulin proteolysis. When lpx1Δ cells were treated with glucose, tubulin was not degraded, the AcTub/H+-ATPase complex did not undergo dissociation, and H+-ATPase activation was significantly delayed. Conclusion: Our findings indicate that the mechanism of H+-ATPase activation by glucose involves a decrease in the cytosolic pH and consequent activation of a serine protease that hydrolyzes AcTub, accelerating the process of the AcTub/H+-ATPase complex dissociation and the activation of the enzyme. General significance: Our data sheds light into the mechanism by which acetylated tubulin dissociates from the yeast H+-ATPase, identifying a degradative step that remained unknown. This finding also proposes an indirect way to pharmacologically regulate yeast H+-ATPase activity and open the question about mechanistic similarities with other higher eukaryotes.Fil: Campetelli, Alexis Nazareno. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Monesterolo, Noelia Edith. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Previtali, Gabriela. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Santander, Verónica Silvina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Amaiden, Marina Rafaela. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Arce, Carlos Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.químicas. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Valdez, Javier Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.químicas. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Casale, Cesar Horacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin