Las isoformas PHLPP ( fosfatasas proteicas con dominio PH y repeticiones ricas en leucina ) son un par de fosfatasas proteicas , PHLPP1 y PHLPP2 , que son reguladores importantes de las quinasas de serina-treonina Akt ( Akt1 , Akt2 , Akt3 ) y las isoformas convencionales/nuevas de la proteína quinasa C (PKC). PHLPP puede actuar como un supresor tumoral en varios tipos de cáncer debido a su capacidad para bloquear la señalización inducida por factores 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 nuevos de la familia de la proteína quinasa C en sus motivos hidrofóbicos, correspondientes a Ser-660 en PKCβII. [3]
PHLPP es un miembro de la familia PPM de fosfatasas, que requiere magnesio o manganeso para su actividad y es insensible a los inhibidores de fosfatasa más comunes, incluido el [ácido okadaico]. PHLPP1 y PHLPP2 tienen una estructura de dominio similar, que incluye un supuesto dominio de asociación de 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 pares de kilobases. PHLPP1α, que fue la primera isoforma de PHLPP en ser caracterizada, carece de la porción N-terminal de la proteína, incluido el dominio de asociación de 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: Serine473. PHLPP2 desfosforila AKT1 y AKT3 , mientras que PHLPP1 es específico para AKT2 y AKT3. La falta de PHLPP parece tener efectos en la fosforilación de Akt inducida por el factor de crecimiento. Cuando se inhiben tanto PHLPP1 como PHLPP2 utilizando siRNA y las células se estimulan utilizando factor de crecimiento epidérmico, la fosforilación máxima de Akt tanto en Serine473 como en Threonine308 (el otro sitio necesario para la activación completa de Akt) aumenta drásticamente. [4]
En los seres humanos, hay tres genes de la familia Akt: AKT1 , AKT2 y AKT3 . Estas enzimas son miembros de la familia de las proteínas quinasas específicas de serina/treonina ( EC 2.7.11.1).
Akt1 está implicada 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 lo tanto, promover la supervivencia celular, Akt1 ha sido implicada como un factor importante en muchos tipos de cáncer. Akt (ahora también llamado Akt1) se identificó originalmente como el oncogén en el retrovirus transformante , AKT8.
Akt2 es importante en la vía de señalización de la insulina. Es necesaria para inducir el transporte de glucosa. [ cita requerida ]
Estas funciones independientes de Akt1 y Akt2 se demostraron estudiando ratones en los que se había eliminado o "eliminado" el gen Akt1 o Akt2. En un ratón que carece de Akt1 pero tiene Akt2 normal, la homeostasis de la glucosa no se ve alterada, pero los animales son más pequeños, lo que es coherente con la función de Akt1 en el crecimiento. Por el contrario, los ratones que no tienen Akt2 pero tienen Akt1 normal tienen una deficiencia leve del crecimiento y muestran un fenotipo diabético ( resistencia a la insulina ), lo que también es coherente con la idea de que Akt2 es más específico para la vía de señalización del receptor de insulina . [5]
El papel de Akt3 no está tan claro, aunque parece expresarse predominantemente en el cerebro. Se ha informado de que los ratones que carecen de Akt3 tienen cerebros pequeños. [6]
Una vez posicionada correctamente en la membrana a través de la unión de PIP3 , Akt puede ser fosforilada por sus quinasas activadoras, la quinasa dependiente de fosfoinosítido 1 ( PDK1 ) y PDK2. La serina 473, el motivo hidrofóbico, se fosforila de una manera dependiente de mTORC2, lo que lleva a algunos investigadores a plantear la hipótesis de que mTORC2 es la molécula PDK2 buscada durante mucho tiempo. La treonina 308, el bucle de activación , es fosforilada por PDK1, lo que permite la activación completa de Akt. La Akt activada 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 PKC nuevas. (La tercera clase de PKC, conocidas como atípicas, tienen un fosfo-mimético en el motivo hidrofóbico, lo que las vuelve insensibles a PHLPP).
La familia de quinasas PKC consta de 10 isoformas, cuya sensibilidad a varios segundos mensajeros está determinada por la estructura de su dominio. Las PKC convencionales pueden ser activadas por calcio y diacilglicerol , dos mediadores importantes de la señalización del receptor acoplado a proteína G. Las PKC nuevas son activadas por diacilglicerol pero no por calcio, mientras que las PKC atípicas no son activadas por ninguno de ellos.
La familia PKC, al igual que Akt, desempeña funciones en la supervivencia y la motilidad celular. La mayoría de las isoformas de PKC son antiapoptóticas, aunque PKCδ (una nueva isoforma de PKC) es proapoptótica en algunos sistemas.
Aunque la PKC posee los mismos sitios de fosforilación que la 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 la PKC en el motivo hidrofóbico 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 la estabilidad de la PKC, lo que disminuye los niveles totales de PKC con el tiempo. [1]
Los investigadores han planteado la hipótesis de que las isoformas PHLPP pueden desempeñar papeles en el cáncer, por varias razones. En primer lugar, los loci genéticos que codifican PHLPP1 y 2 se pierden comúnmente 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 formación de tumores reducida en modelos de xenoinjerto. [2] [7] Estudios recientes también han demostrado que Bcr-Abl , la proteína de fusión responsable de la leucemia mieloide 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, incluido Gleevec , en líneas celulares de LMC. [8]
Finalmente, se sabe que tanto Akt como PKC son promotores de tumores, lo que sugiere que su regulador negativo PHLPP puede actuar como supresor de tumores.
