Las isoformas PHLPP ( dominio PH y proteínas fosfatasas repetidas ricas en leucina ) son un par de proteínas fosfatasas , PHLPP1 y PHLPP2 , que son reguladores importantes de las serina-treonina quinasas Akt ( Akt1 , Akt2 , Akt3 ) y de la proteína quinasa C convencional/nueva (PKC) . ) isoformas. PHLPP puede actuar como supresor de tumores en varios tipos de cáncer debido a su capacidad para bloquear la señalización inducida por el factor de crecimiento en las células cancerosas. [1]
PHLPP desfosforila Ser -473 (el motivo hidrofóbico) en Akt, inactivando así parcialmente la quinasa. [2]
Además, PHLPP desfosforila a miembros convencionales y novedosos de la familia de la proteína quinasa C en sus motivos hidrófobos, correspondientes a Ser-660 en PKCβII. [3]
PHLPP es un miembro de la familia PPM de fosfatasas, que requieren magnesio o manganeso para su actividad y son insensibles a los inhibidores de fosfatasas más comunes, incluido el [ácido okadaico]. PHLPP1 y PHLPP2 tienen una estructura de dominio similar, que incluye un supuesto dominio de asociación Ras , un dominio de homología de pleckstrina , una serie de repeticiones ricas en leucina , un dominio de fosfatasa PP2C y un ligando PDZ C-terminal . PHLPP1 tiene dos variantes de empalme, PHLPP1α y PHLPP1β, de las cuales PHLPP1β es más grande en aproximadamente 1,5 kilopares de bases. PHLPP1α, que fue la primera isoforma de PHLPP caracterizada, carece de la porción N-terminal de la proteína, incluido el dominio de asociación Ras. [1] La estructura del dominio de PHLPP influye en su capacidad para desfosforilar sus sustratos. Una construcción PHLPP que carece del dominio PH no puede disminuir la fosforilación de PKC, mientras que PHLPP que carece del ligando PDZ no puede disminuir la fosforilación de Akt. [2]
Se ha demostrado que las fosfatasas de la familia PHLPP, PHLPP1 y PHLPP2, desfosforilan directamente y, por lo tanto, inactivan distintas isoformas de Akt en uno de los dos sitios de fosforilación críticos necesarios para la activación: Serina473. PHLPP2 desfosforila AKT1 y AKT3 , mientras que PHLPP1 es específico para AKT2 y AKT3. La falta de PHLPP parece tener efectos sobre la fosforilación de Akt inducida por el factor de crecimiento. Cuando tanto PHLPP1 como PHLPP2 se eliminan usando ARNip y las células se estimulan usando factor de crecimiento epidérmico, la fosforilación máxima de Akt tanto en Serine473 como en Treonina308 (el otro sitio requerido para la activación completa de Akt) aumenta dramáticamente. [4]
En los humanos, hay tres genes en la familia Akt: AKT1 , AKT2 y AKT3 . Estas enzimas son miembros de la familia de proteínas quinasas específicas de serina/treonina ( EC 2.7.11.1).
Akt1 participa en las vías de supervivencia celular y en la inhibición de los procesos apoptóticos . Akt1 también es capaz de inducir vías de síntesis de proteínas y, por lo tanto, es una proteína de señalización clave en las vías celulares que conducen a la hipertrofia del músculo esquelético y al crecimiento general del tejido. Dado que puede bloquear la apoptosis y, por tanto, promover la supervivencia celular, se ha implicado a Akt1 como un factor importante en muchos tipos de cáncer. Akt (ahora también llamado Akt1) se identificó originalmente como el oncogén del retrovirus transformante , AKT8.
Akt2 es importante en la vía de señalización de la insulina. Es necesario para inducir el transporte de glucosa. [ cita necesaria ]
Estas funciones separadas para Akt1 y Akt2 se demostraron mediante el estudio de ratones en los que el gen Akt1 o Akt2 estaban eliminados o "eliminados". En un ratón que es nulo para Akt1 pero normal para Akt2, la homeostasis de la glucosa no se altera, pero los animales son más pequeños, lo que coincide con el papel de Akt1 en el crecimiento. Por el contrario, los ratones que no tienen Akt2 pero tienen Akt1 normal tienen una leve deficiencia de crecimiento y muestran un fenotipo diabético ( resistencia a la insulina ), lo que nuevamente coincide con la idea de que Akt2 es más específico para la vía de señalización del receptor de insulina . [5]
El papel de Akt3 está menos claro, aunque parece expresarse predominantemente en el cerebro. Se ha informado que los ratones que carecen de Akt3 tienen cerebros pequeños. [6]
Una vez colocado correctamente en la membrana mediante la unión de PIP3 , Akt puede fosforilarse mediante sus quinasas activadoras, la quinasa 1 dependiente de fosfoinositido ( PDK1 ) y PDK2. La serina473, el motivo hidrofóbico, se fosforila de manera dependiente de mTORC2, lo que lleva a algunos investigadores a plantear la hipótesis de que mTORC2 es la molécula PDK2 buscada desde hace mucho tiempo. La treonina308, el bucle de activación , es fosforilada por PDK1, lo que permite la activación completa de Akt. Akt activado puede luego activar o desactivar sus innumerables sustratos a través de su actividad quinasa. Por lo tanto, los PHLPP antagonizan a PDK1 y PDK2, ya que desfosforilan el sitio que fosforila PDK2. [1]
PHLPP1 y 2 también desfosforilan los motivos hidrofóbicos de dos clases de la familia de la proteína quinasa C (PKC): las PKC convencionales y las nuevas PKC. (La tercera clase de PKC, conocidas como atípicas, tienen un fosfomimético en el motivo hidrofóbico, lo que las hace insensibles al PHLPP).
La familia de quinasas PKC consta de 10 isoformas, cuya sensibilidad a varios segundos mensajeros está dictada por su estructura de dominio. Las PKC convencionales pueden activarse mediante calcio y diacilglicerol , dos mediadores importantes de la señalización del receptor acoplado a proteína G. Las nuevas PKC se activan con diacilglicerol pero no con calcio, mientras que las PKC atípicas no se activan con ninguno de los dos.
La familia PKC, como Akt, desempeña funciones en la supervivencia y la motilidad celular. La mayoría de las isoformas de PKC son antiapoptóticas, aunque la PKCδ (una nueva isoforma de PKC) es proapoptótica en algunos sistemas.
Aunque PKC posee los mismos sitios de fosforilación que Akt, su regulación es bastante diferente. La PKC está constitutivamente fosforilada y su actividad aguda está regulada por la unión de la enzima a las membranas. La desfosforilación de PKC en el motivo hidrófobo por PHLPP permite que la PKC se desfosforile en otros dos sitios (el bucle de activación y el motivo de giro). Esto a su vez hace que la PKC sea sensible a la degradación. Por lo tanto, los aumentos prolongados en la expresión o actividad de PHLPP inhiben la fosforilación y estabilidad de PKC, disminuyendo los niveles totales de PKC con el tiempo. [1]
Los investigadores han planteado la hipótesis de que las isoformas PHLPP pueden desempeñar un papel en el cáncer, por varias razones. En primer lugar, los loci genéticos que codifican PHLPP1 y 2 suelen perderse en el cáncer. La región que incluye PHLPP1, 18q21.33, comúnmente sufre pérdida de heterocigosidad ( LOH ) en cánceres de colon, mientras que 16q22.3, que incluye el gen PHLPP2, sufre LOH en cánceres de mama y ovario, tumores de Wilms, cáncer de próstata y carcinoma hepatocelular. [1] En segundo lugar, la sobreexpresión experimental de PHLPP en líneas celulares cancerosas tiende a disminuir la apoptosis y aumentar la proliferación, y las líneas celulares estables de colon y glioblastoma que sobreexpresan PHLPP1 muestran una menor formación de tumores en modelos de xenoinjerto. [2] [7] Estudios recientes también han demostrado que Bcr-Abl , la proteína de fusión responsable de la leucemia mielógena crónica ( LMC ), regula negativamente los niveles de PHLPP1 y PHLPP2, y que la disminución de los niveles de PHLPP interfiere con la eficacia de los inhibidores de Bcr-Abl, incluidos Gleevec , en líneas celulares de CML. [8]
Finalmente, se sabe que tanto Akt como PKC son promotores de tumores, lo que sugiere que su regulador negativo PHLPP puede actuar como un supresor de tumores.
