Structure of the lectin mannose 6-phosphate receptor homology (MRH) domain of glucosidase II an enzyme that regulates glycoprotein folding quality control in the endoplasmic reticulum

Here we report for the first time the three-dimensional structure of a mannose 6-phosphate receptor homology (MRH) domain present in a protein with enzymatic activity, glucosidase II (GII). GII is involved in glycoprotein folding in the endoplasmic reticulum. GII removes the two innermost glucose residues from the Glc3Man9GlcNAc2 transferred to nascent proteins and the glucose added by UDP-Glc:glycoprotein glucosyltransferase. GII is composed of a catalytic GIIα subunit and a regulatory GIIβ subunit. GIIβ participates in the endoplasmic reticulum localization of GIIα and mediates in vivo enhancement of N-glycan trimming by GII through its C-terminal MRH domain. We determined the structure of a functional GIIβ MRH domain by NMR spectroscopy. It adopts a β-barrel fold similar to that of other MRH domains, but its binding pocket is the most shallow known to date as it accommodates a single mannose residue. In addition, we identified a conserved residue outside the binding pocket (Trp-409) present in GIIβ but not in other MRHs that influences GII glucose trimming activity.Fil: Olson, Linda J.. Medical College Of Wisconsin; Estados UnidosFil: Orsi, Ramiro. 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: Alculumbre, Solana G.. 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: Peterson, Francis C.. Medical College Of Wisconsin; Estados UnidosFil: Stigliano, Ivan Daniel. 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: Parodi, Armando Jose A.. 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: D'alessio, Cecilia. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Dahms, Nancy M.. Medical College Of Wisconsin; Estados Unido

The role of glucosidase II ß subunit in the quality control of glycoprotein folding in the endoplasmic reticulum

La Glucosidasa II (GII) cumple un rol fundamental en la biogénesis de glicoproteínas en el retículo endoplásmico (RE). Es responsable por la remoción secuencial de los dos residuos de glucosa (Glc) más internos del glicano (Glc3Man9GlcNAc2) transferido a los residuos de Asn en las glicoproteínas nacientes en la vía secretoria. GII participa en los ciclos de Calnexina (CNX)/Calreticulina (CRT) ya que remueve el residuo de Glc agregado a intermediarios de plegamiento por la UDP-Glc:glicoproteína glucosiltransferasa (UGGT). La GII un es un heterodímero soluble del RE cuya subunidad α (GIIα) posee el sitio catalítico mientras que el rol de la subunidad β (GIIβ) es controvertido, si bien ha sido involucrada en la retención en el RE de GII y en el plegamiento de GIIα. En esta tesis demostramos que en ausencia de GIIβ, la subunidad catalítica GIIα de la levadura de fisión Schizosaccharomyces pombe (un organismo que posee un mecanismo de control de calidad de plegamiento de proteínas similar al presente en células de mamíferos) adopta una conformación activa y es capaz de hidrolizar el análogo de sustrato p-nitrofenil-α-D-glucopiranósido. Sin embargo GIIβ es necesaria para la correcta localización de GII en el RE y para la deglucosilación eficiente de los sustratos fisiológicos Glc2Man9GlcNAc2 y Glc1Man9GlcNAc2. El dominio homólogo al dominio lectina del receptor de Manosa 6-fosfato presente en el C-terminal de GIIβ interacciona con manosas en las ramas B y/o C de los N-glicanos mediando la hidrólisis del sustrato por GIIα. Demostramos, también, que el dominio G2B del N-terminal de GIIβ es necesario para la interacción GIIα-GIIβ. Por último, demostramos que una reducción en el contenido de manosas de los N-glicanos disminuyó significativamente la deglucosilación in vivo mediada por GII pero no afectó la glucosilación in vivo mediada por UGGT, favoreciendo la formación de derivados monoglucosilados. Esto sugiere que GII funcionaría como un regulador de la permanencia en los ciclos de CNX/CRT de las glicoproteínas que se pliegan muy lentamente, y por lo tanto han sido demanosiladas, otorgando más oportunidades de plegamiento a las proteínas antes de enviarlas a degradación

Glypican-3 regulates migration, adhesion and actin cytoskeleton organization in mammary tumor cells through Wnt signaling modulation

Glypican-3 (GPC3) is a proteoglycan involved in migration, proliferation and cell survival modulation in several tissues. There are many reports demonstrating a downregulation of GPC3 expression in some human tumors, including mesothelioma, ovarian and breast cancer. Previously, we determined that GPC3 reexpression in the murine mammary adenocarcinoma LM3 cells induced an impairment of their in vivo invasive and metastatic capacities together with a higher susceptibility to in vitro apoptosis. Currently, the signaling mechanism of GPC3 is not clear. First, it was speculated that GPC3 regulates the insulin-like growth factor (IGF) signaling system. This hypothesis, however, has been strongly challenged. Recently, several reports indicated that at least in some cell types GPC3 serves as a selective regulator of Wnt signaling. Here we provide new data demonstrating that GPC3 regulates Wnt pathway in the metastatic adenocarcinoma mammary LM3 cell line. We found that GPC3 is able to inhibit canonical Wnt signals involved in cell proliferation and survival, as well as it is able to activate non canonical pathway, which directs cell morphology and migration. This is the first report indicating that breast tumor cell malignant properties can be reverted, at least in part, by GPC3 modulation of Wnt signaling. Our results are consistent with the potential role of GPC3 as a metastasis suppressor.Fil: Stigliano, Ivan Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; ArgentinaFil: Puricelli, Lydia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; ArgentinaFil: Filmus, Jorge. University of Toronto; CanadáFil: Sogayar, Mari Cleide. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Bal, Elisa Dora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; ArgentinaFil: Peters, María Giselle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; Argentin

Glypican-3 reexpression regulates apoptosis in murine adenocarcinoma mammary cells modulating PI3K/Akt and p38MAPK signaling pathways

Glypican-3 (GPC3) is a proteoglycan involved in proliferation and cell survival. Several reports demonstrated that GPC3 is downregulated in some tumors, such as breast cancer. Previously, we determined that GPC3 reexpression in the murine mammary adenocarcinoma LM3 cells induced an impairment of their invasive and metastatic capacities, associated with a decrease of their motility and an increase of their cell death. We demonstrated that GPC3 inhibits canonical Wnt signaling, as well as it activates non canonical pathway. Now, we identified signaling pathways responsible for the pro-apoptotic role of GPC3 in LM3 cells. We found for the first time that GPC3 inhibits the PI3K/Akt anti-apoptotic pathway while it stimulates the p38MAPK stress-activated one. We report a concomitant modulation of CDK inhibitors as well as of pro- and anti-apoptotic molecules. Our results provide new clues regarding the mechanism involved in the modulation induced by GPC3 of mammary tumor cell growth and survival.Fil: Buchanan, Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; ArgentinaFil: Stigliano, Ivan Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; ArgentinaFil: Garay Malpartida, H. M.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Rodrigues Gomes, L.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Puricelli, Lydia Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; ArgentinaFil: Sogayar, M.C.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Bal, Elisa Dora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; ArgentinaFil: Peters, María Giselle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Oncología "Ángel H. Roffo"; Argentin