Regulation of plasma membrane calcium ATPase (PMCA) by actin cytoskeleton

The Plasma Membrane Calcium ATPase (PMCA) is a calmodulin-modulated P-type ATPaseresponsible for the maintenance of low intracellular concentrations of Ca2+ in mosteukaryotic cells. Our group have previously shown that purified actin can exert a dualmodulation on the activity of Ca2+-ATPase 4b isoform (hPMCA4b): F-actin inhibits it whileshort actin oligomers may contribute to its activation. These studies had to be performedwith purified proteins given the nature of the biophysical and biochemical approachesused.On the other hand, in HEK293 human cells that overexpressed PMCA2w/b isoform, theactin depolymerization upon Cytochalasin D (CytD) treatment significantly increasedPMCA2-mediated Ca2+ extrusion and when F-actin was stabilized using jasplakinolide,PMCA2w/b activity was completely abolished.In order to assess whether the functional interaction between the hPMCA4 isoform and theactin cytoskeleton may be of physiological relevance, we decided to further characterize itin the context of a living cell by monitoring in real-time the changes in the actinpolymerization and cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+]cyt). For this, hPMCA4 isoform wastransiently expressed in HEK293T cells. The dynamics of [Ca2+]cyt was performed usingthe fluorescent probe Fluo-4 and studying the alterations in [Ca2+]cyt generated by Ca2+release from the endoplasmic reticulum, and by extracellular Ca2+ entry through store-operated Ca2+ channels. The dynamics of actin polymerization was performed transientlyexpressing LifeAct-Ruby.Results show that the alteration of actin polymerization by CytD treatment significantlyincreased hPMCA4 activity (102%). On the other hand, in absent of CytD, actinpolymerization dynamics did not change after TG stimulus, while after Ca2+ stimulus, anactin reorganization was observed. This reorganization takes place at the same times thatthe hPMCA4 increases its activity, suggesting that hPMCA4 may be activated by actindepolymerization in the cells.Fil: Vigil, Maximiliano Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Picco, María Elisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Rolando Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rey, Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Rossi, Juan Pablo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ferreira Gomes, Mariela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaXLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de BiofísicaArgentinaSociedad Argentina de Biofísic

Natural flavonoids inhibit the plasma membrane Ca 2+ -ATPase

Research on flavonoids from plant sources has recently sparked increasing interest because of their beneficial health properties. Different studies have shown that flavonoids change the intracellular Ca 2+ homeostasis linked to alterations in the function of mitochondria, Ca 2+ channels and Ca 2+ pumps. These findings hint at plasma membrane Ca 2+ -ATPase (PMCA) involvement, as it transports Ca 2+ actively to the extracellular medium coupled to ATP hydrolysis, thus maintaining ion cellular homeostasis. The present study aims to investigate the effect of several natural flavonoids on PMCA both in isolated protein systems and in living cells, and to establish the relationship between flavonoid structure and inhibitory activity on PMCA. Our results show that natural flavonoids inhibited purified and membranous PMCA with different effectiveness: quercetin and gossypin were the most potent and their inhibition mechanisms seem to be different, as quercetin does not prevent ATP binding whereas gossypin does. Moreover, PMCA activity was inhibited in human embryonic kidney cells which transiently overexpress PMCA, suggesting that the effects observed on isolated systems could occur in a complex structure like a living cell. In conclusion, this work reveals a novel molecular mechanism through which flavonoids inhibit PMCA, which leads to Ca 2+ homeostasis and signaling alterations in the cell.Fil: Ontiveros, Mallku Qhapaj. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Marder, Nora Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Espelt, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Mangialavori, Irene Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Vigil, Maximiliano Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Juan Pablo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ferreira Gomes, Mariela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Extracellular ATP hydrolysis in Caco-2 human intestinal cell line

Extracellular nucleotides and nucleosides activate signaling pathways that play major roles in the physiology and pathophysiology of the gastrointestinal tract. Ectonucleotidases hydrolyze extracellular nucleotides and thus regulate ligand exposure to purinergic receptors. In this study, we investigated the expression, localization and activities of ectonucleotidases using Caco-2 cells, a model of human intestinal epithelial cells. In addition, by studying ATP release and the rates of extracellular ATP (eATP) hydrolysis, we analyzed the contribution of these processes to the regulation of eATP in these cells. Results show that Caco-2 cells regulate the metabolism of eATP and by-products by ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1 and -2, a neutral ecto-phosphatase and ecto-5′-nucleotidase. All these ectoenzymes were kinetically characterized using intact cells, and their presence confirmed by denatured and native gels, western blot and cytoimmunofluorescence techniques. In addition, regulation of eATP was studied by monitoring the dynamic balance between intracellular ATP release and ectoATPase activity. Following mechanical and hypotonic stimuli, Caco-2 cells triggered a strong but transient release of intracellular ATP, with almost no energy cost, leading to a steep increase of eATP concentration, which was later reduced by ectoATPase activity. A data-driven algorithm allowed quantifying and predicting the rates of ATP release and ATP consumption contributing to the dynamic accumulation of ATP at the cell surface.Fil: Schachter, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Alvarez, Cora Lilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Bazzi, Zaher. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Faillace, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Corradi, Gerardo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Hattab, C.. Universite de Paris. Institut National de la Transfusion Sanguine.; FranciaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gonzalez-Lebrero, Rodolfo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Pucci Molineris, Melisa Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Sévigny, J.. Laval University; CanadáFil: Ostuni, M. A.. Universite de Paris; Francia. Universite Paris D. Diderot - Paris 7. French National Institute Of Blood Transfusion.; FranciaFil: Schwarzbaum, Pablo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Regulation of extracellular ATP of human erythrocytes treated with α-hemolysin: Effects of cell volume, morphology, rheology and hemolysis

Alpha-hemolysin (HlyA) of uropathogenic strains of Escherichia coli irreversibly binds to human erythrocytes (RBCs) and triggers activation of ATP release and metabolic changes ultimately leading to hemolysis. We studied the regulation of extracellular ATP (ATPe) of RBCs exposed to HlyA. Luminometry was used to assess ATP release and ATPe hydrolysis, whereas changes in cell volume and morphology were determined by electrical impedance, ektacytometry and aggregometry. Exposure of RBCs to HlyA induced a strong increase of [ATPe] (3–36-fold) and hemolysis (1–44-fold), partially compensated by [ATPe] hydrolysis by ectoATPases and intracellular ATPases released by dead cells. Carbenoxolone, a pannexin 1 inhibitor, partially inhibited ATP release (43–67%). The un-acylated toxin ProHlyA and the deletion analog HlyA∆914-936 were unable to induce ATP release or hemolysis. For HlyA treated RBCs, a data driven mathematical model showed that simultaneous lytic and non-lytic release mainly governed ATPe kinetics, while ATPe hydrolysis became important after prolonged toxin exposure. HlyA induced a 1.5-fold swelling, while blocking this swelling reduced ATP release by 77%. Blocking ATPe activation of purinergic P2X receptors reduced swelling by 60–80%. HlyA-RBCs showed an acute 1.3–2.2-fold increase of Ca 2+ i, increased crenation and externalization of phosphatidylserine. Perfusion of HlyA-RBCs through adhesion platforms showed strong adhesion to activated HMEC cells, followed by rapid detachment. HlyA exposed RBCs exhibited increased sphericity under osmotic stress, reduced elongation under shear stress, and very low aggregation in viscous media. Overall results showed that HlyA-RBCs displayed activated ATP release, high but weak adhesivity, low deformability and aggregability and high sphericity.Fil: Leal Denis, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; ArgentinaFil: Lefevre, S.D.. Inserm; Francia. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia. Université de la Réunion; Francia. Université des Antilles; Francia. Universite de Paris. Institut National de la Transfusion Sanguine.; FranciaFil: Alvarez, Cora Lilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Lauri, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Enrique, Nicolás Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; ArgentinaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gonzalez-Lebrero, Rodolfo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Vecchio Dezillio, Leandro Emmanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; ArgentinaFil: Espelt, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Stringa, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería. Fundación Favaloro. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería; ArgentinaFil: Muñoz Garay, C.. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Milesi, Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; ArgentinaFil: Ostuni, M.A.. Inserm; Francia. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia. Université de la Réunion; Francia. Université des Antilles; Francia. Universite de Paris. Institut National de la Transfusion Sanguine.; FranciaFil: Herlax, Vanesa Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Schwarzbaum, Pablo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

The role of the Ca2+ binding ligand Asn879 in the function of the plasma membrane Ca2+ pump

Asn879 in the transmembrane segment M6 of the plasma membrane Ca2+ pump (PMCA human isoform 4xb) has been proposed to coordinate Ca2+ at the transport site through its carboxylate. This idea agrees with the fact that this Asn is conserved in other Ca2+-ATPases but is replaced by Asp, Glu, and other residues in closely related 2P-type ATPases of different ionic specificity. Previous mutagenesis studies have shown that the substitution of Ala for Asn abolish the activity of the enzyme (Adebayo et al. 1995, Guerini et al. 1996). We have constructed a mutant PMCA in which the Asn879 was substituted by Asp. The mutant protein was expressed in S. cerevisiae,solubilized and purified by calmodulin affinity chromatography. The Asn879Asp PMCA mutant exhibited about 30 % of the wild type a Ca2+-dependent ATPase activity and only a minor reduction of the apparent affinity for Ca2+. The decrease in the Ca2+-ATPase of the mutant enzyme was in parallel with the reduction in the amount of phosphoenzyme formed from Ca2+ plus ATP. Noteworthy, the mutation nearly eliminated the ability of the enzyme to hydrolyze pNPP which is maximal in the absence of Ca2+ revealing a major effect of the mutation on the Ca2+-independent reactions of the transport cycle. At a pH low enough to protonate the Asp carboxylate the pNPPase activity of Asn879Asp increased, suggesting that the binding of protons to Asn879 is essential for the activities catalyzed by E2¬-like forms of the enzyme.Fil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Adamo, Hugo Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

The plasma membrane Ca2+ pump catalyzes the hydrolysis of ATP at low rate in the absence of Ca2+

The plasma membrane Ca2+ ATPase catalyzed the hydrolysis of ATP in the presence of  millimolar concentrations of EGTA and no added Ca2+ at a rate near 1.5% of that attained at saturating concentrations of Ca2+. Like the Ca-dependent ATPase, the Ca-independent activity was lower when the enzyme was autoinhibited, and increased when the enzyme was activated by acidic lipids or partial proteolysis. The ATP concentration dependence of the Ca2+-independent ATPase was consistent with ATP binding to the low affinity modulatory site. In this condition a small amount of hydroxylamine-sensitive phosphoenzyme was formed and rapidly decayed when chased with cold ATP. We propose that the Ca2+-independent ATP hydrolysis reflects the well known phosphatase activity which is maximal in the absence of Ca2+ and is catalyzed by E2-like forms of the enzyme. In agreement with this idea pNPP, a classic phosphatase substrate was a very effective inhibitor of the ATP hydrolysis.Fil: Mazzitelli, Luciana Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Corradi, Gerardo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Adamo, Hugo Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Selectivity of plasma membrane calcium ATPase (PMCA)-mediated extrusion of toxic divalent cations in vitro and in cultured cells

In the recent years, the toxicity of certain divalent cations has been associated with the alteration of intracellular Ca2+ homeostasis. Among other mechanisms, these cations may affect the functionality of certain Ca2+-binding proteins and/or Ca2+ pumps. The plasma membrane calcium pump (PMCA) maintains Ca2+ homeostasis in eukaryotic cells by mediating the efflux of this cation in a process coupled to ATP hydrolysis. The aim of this work was to investigate both in vitro and in cultured cells if other divalent cations (Sr2+, Ba2+, Co2+, Cd2+, Pb2+ or Be2+) could be transported by PMCA. Current results indicate that both purified and intact cell PMCA transported Sr2+ with kinetic parameters close to those of Ca2+ transport. The transport of Pb2+ and Co2+ by purified PMCA was, respectively, 50 and 75% lower than that of Ca2+, but only Co2+ was extruded by intact cells and to a very low extent. In contrast, purified PMCA—but not intact cell PMCA—transported Ba2+ at low rates and only when activated by limited proteolysis or by phosphatidylserine addition. Finally, purified PMCA did not transport Cd2+ or Be2+, although minor Be2+ transport was measured in intact cells. Moreover, Cd2+ impaired the transport of Ca2+ through various mechanisms, suggesting that PMCA may be a potential target of Cd2+-mediated toxicity. The differential capacity of PMCA to transport these divalent cations may have a key role in their detoxification, limiting their noxious effects on cell homeostasis.Fil: Ferreira Gomes, Mariela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Mangialavori, Irene Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ontiveros, Mallku Qhapaj. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Martiarena, Jorge Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Verstraeten, Sandra Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Juan Pablo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Epigallocatechin-3-gallate inhibits the plasma membrane Ca2+-ATPase: effects on calcium homeostasis

Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and other catechins are the bioactive compoundspresent in green tea. These bioactives have been shown to be responsible to healthbenefits of green tea such as antiarthritic and anti-inflammatory effects as well as beinginvolved in the prevention of cardiovascular diseases and cancer, among others.Different studies have shown that EGCG is involved in intracellular calcium (Ca2+)homeostasis in excitable and in non-excitable cells. These findings hint at plasmamembrane Ca2+-ATPase (PMCA) involvement, as it transports Ca2+ actively to theextracellular medium coupled to ATP hydrolysis, maintaining the cellular homeostasis.The aim of this study was to investigate the catechins effect on the activity of isolatedPMCA and the mechanism through which EGCG inhibits PMCA activity in the isolatedprotein and in living cells.Results showed that (a) among catechins that inhibited PMCA activity, the most potentinhibitor was EGCG; (b) the measurement of partial reactions of phosphorylation of PMCAshowed EGCG produced an increase in EP levels by a decrease in the rate of EPbreakdown rather than an increase in the phosphorylation rate; (c) PMCAdephosphorylation was sensitive to ADP favoring the E1P intermediate; (d) dockingsimulations proposed that EGCG may bind to a site in the A domain; (e) EGCG inhibitedPMCA activity in human embryonic kidney cells (HEK293T) that transiently overexpresshPMCA4, suggesting that the effects observed on isolated PMCA occur in living cells.In conclusion, this study reveals the mechanism by which EGCG inhibits hPMCA4 isoformand shows that EGCG can inhibit PMCA activity in living cells. Therefore, the relevance ofour study lies in the fact that the EGCG effects on Ca2+ homeostasis may involve theinhibition of PMCA among other mechanisms.Fil: Ontiveros, Mallku Qhapaj. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Saffioti, Nicolas Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Vigil, Maximiliano Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Mangialavori, Irene Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Rolando Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Juan Pablo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Espelt, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ferreira Gomes, Mariela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaPrimeras Jornadas Virtuales de la Sociedad Argentina de BiofísicaBuenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Biofísic

Epigallocatechin 3-gallate inhibits the plasma membrane Ca2+-ATPase: effects on calcium homeostasis

Flavonoids are natural compounds responsible for the health benefits of green tea. Some of the flavonoids present in green tea are catechins, among which are: epigallocatechin, epicatechin-3-gallate, epicatechin, catechin and epigallocatechin-3-gallate (EGCG). The latter was found to induce apoptosis, reduce reactive oxygen species, in some conditions though in others it acts as an oxidizing agent, induce cell cycle arrest, and inhibit carcinogenesis. EGCG also was found to be involved in calcium (Ca2+) homeostasis in excitable and in non-excitable cells. In this study, we investigate the effect of catechins on plasma membrane Ca2+-ATPase (PMCA), which is one of the main mechanisms that extrude Ca2+ out of the cell. Our studies comprised experiments on the isolated PMCA and on cells overexpressing the pump. Among catechins that inhibited PMCA activity, the most potent inhibitor was EGCG. EGCG inhibited PMCA activity in a reversible way favoring E1P conformation. EGCG inhibition also occurred in the presence of calmodulin, the main pump activator. Finally, the effect of EGCG on PMCA activity was studied in human embryonic kidney cells (HEK293T) that transiently overexpress hPMCA4. Results show that EGCG inhibited PMCA activity in HEK293T cells, suggesting that the effects observed on isolated PMCA occur in living cells.Fil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ontiveros, Mallku Qhapaj. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Saffioti, Nicolas Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Vigil, Maximiliano Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Mangialavori, Irene Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Rolando Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Juan Pablo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Espelt, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ferreira Gomes, Mariela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin