Protein Kinase D2 (PKD2) phosphoryliert Histon Deacetylase 7 (HDAC7) und aktiviert Nur77 in humanen Magenkarzinomzellen

Einleitung: Die Protein Kinase D2 (PKD2) ist eine Serin-Threonin-Proteinkinase aus der Familie der CamK (Calcium calmodulin dependent protein Kinases) und wird durch Phorbolester und G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) aktiviert. HDACs sind enzymatische Komponenten hochmolekularer Multiproteinkomplexe mit Koaktivator- oder Korepressoraktivität. HDAC7 zählt zu den Klasse-2-HDACs, deren selektive Serin-Phosphorylierung am N-Terminus zur Translokation der HDAC vom Zellkern ins Cytoplasma und damit zur Derepression von Klasse-2-HDAC-regulierten Genen führt. Hier identifizieren wir HDAC7 als nukleäres Substrat von PKD2

Methoden: Als Modellsystem dienten stabil mit dem CCK2-Rezeptor transfizierte humane Magenkarzinomzellen (AGS). Die subzelluläre Lokalisation von PKD2 und HDAC7 in AGS-Zellen wurde mit konfokaler Laserscanningmikroskopie (LSCM) durchgeführt. Die Proteininteraktionsstudien erfolgten mittels Koimmunpräzipitationen und GST-pulldows.

Substratphosphorylierungsassays erfolgten im In-vitro-Kinase Assay (IVK). Zur Untersuchung der Zielgenaktivierung wurden Luciferaseassays eingesetzt.

Ergebnisse: Die Inkubation von AGSB-Zellen mit Gastrin führte zur Phosphorylierung, Aktivierung und zur nukleären Retention von PKD2. Die aktivierte, nukleäre PKD2 besitzt die Fähigkeit HDAC7 im Zellkern zu phosphorylieren. HDAC7 konnte so als direktes Substrat von PKD2 identifiziert werden. Die Substratphosphorylierung von HDAC7 ist direkt mit einer Relokalisation des Proteins vom Zellkern ins Cytoplasma verbunden. Dieser Vorgang ist ausreichend, um das durch HDAC7 reprimierte Gen Nur77 zu aktivieren

Diskussion: Die kompartimentspezifische Phosphorylierung des neu identifizierten PKD2 Substrats HDAC7 spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulation von Zielproteinen wie Nur77, die zelluläre Proliferation und Apoptose regulieren.