Published February 27, 2018
| Version v1
Publication
Open
LRRK2 mediated Rab8a phosphorylation promotes lipid storage
- 1. Center for Life Sciences
- 2. Tsinghua University
- 3. International Islamic University, Islamabad
Description
Several mutations in leucine rich repeat kinase 2 (LRRK2) gene have been associated with pathogenesis of Parkinson's disease (PD), a neurodegenerative disorder marked by resting tremors, and rigidity, leading to Postural instability. It has been revealed that mutations that lead to an increase of kinase activity of LRRK2 protein are significantly associated with PD pathogenesis. Recent studies have shown that some Rab GTPases, especially Rab8, serve as substrates of LRRK2 and undergo phosphorylation in its switch II domain upon interaction. Current study was performed in order to find out the effects of the phosphorylation of Rab8 and its mutants on lipid metabolism and lipid droplets growth. The phosphorylation status of Rab8a was checked by phos-tag gel. Point mutant construct were generated to investigate the function of Rab8a. 3T3L1 cells were transfected with indicated plasmids and the lipid droplets were stained with Bodipy. Fluorescent microscopy experiments were performed to examine the sizes of lipid droplets. The interactions between Rab8a and Optineurin were determined by immunoprecipitation and western blot. Our assays demonstrated that Rab8a was phosphorylated by mutated LRRK2 that exhibits high kinase activity. Phosphorylation of Rab8a on amino acid residue T72 promoted the formation of large lipid droplets. T72D mutant of Rab8a had higher activity to promote the formation of large lipid droplets compared with wild type Rab8a, with increase in average diameter of lipid droplets from 2.10 μm to 2.46 μm. Moreover, phosphorylation of Rab8a weakened the interaction with its effector Optineurin. Y1699C mutated LRRK2 was able to phosphorylate Rab8a and phosphorylation of Rab8a on site 72 plays important role in the fusion and enlargement of lipid droplets. Taken together, our study suggests an indirect relationship between enhanced lipid storage capacity and PD pathogenesis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ارتبطت العديد من الطفرات في جين كيناز 2 المتكرر الغني بالليوسين (LRRK2) بإمراض مرض باركنسون (PD)، وهو اضطراب تنكسي عصبي يتميز بهزات الراحة، والصلابة، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار الوضعي. لقد تم الكشف عن أن الطفرات التي تؤدي إلى زيادة نشاط الكيناز لبروتين LRRK2 ترتبط بشكل كبير بإمراض مرض باركنسون. وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن بعض GTPases راب، وخاصة Rab8، بمثابة ركائز من LRRK2 وتخضع للفسفرة في مجال التبديل الثاني عند التفاعل. أجريت الدراسة الحالية من أجل معرفة آثار فسفرة راب 8 وطفراته على استقلاب الدهون ونمو قطرات الدهون. تم فحص حالة فسفرة Rab8a بواسطة هلام phos - tag. تم إنشاء بنية متحولة نقطية للتحقيق في وظيفة Rab8a. تم نقل خلايا 3T3L1 بالبلازميدات المشار إليها وتم تلطيخ قطرات الدهون ببوديبي. تم إجراء تجارب المجهر الفلوري لفحص أحجام قطرات الدهون. تم تحديد التفاعلات بين Rab8a و Optineurin عن طريق الترسيب المناعي واللطخة الغربية. أظهرت فحوصاتنا أن Rab8a قد تم فسفرته بواسطة LRRK2 المتحور الذي يظهر نشاط كيناز مرتفع. عززت فسفرة راب 8 أ على بقايا الأحماض الأمينية T72 تكوين قطرات دهنية كبيرة. كان لطفرة T72D من Rab8a نشاط أعلى لتعزيز تكوين قطرات الدهون الكبيرة مقارنة بالنوع البري Rab8a، مع زيادة في متوسط قطر قطرات الدهون من 2.10 ميكرومتر إلى 2.46 ميكرومتر. علاوة على ذلك، أضعف فسفرة Rab8a التفاعل مع مستجيبه Optineurin. كان Y1699C المتحور LRRK2 قادرًا على فسفرة Rab8a وفسفرة Rab8a في الموقع 72 يلعب دورًا مهمًا في اندماج وتضخم قطرات الدهون. تشير دراستنا مجتمعة إلى وجود علاقة غير مباشرة بين تعزيز قدرة تخزين الدهون وتسبب مرض باركنسون.Translated Description (French)
Plusieurs mutations du gène de la kinase de répétition riche en leucine 2 (LRRK2) ont été associées à la pathogenèse de la maladie de Parkinson (MP), un trouble neurodégénératif marqué par des tremblements au repos et une rigidité, entraînant une instabilité posturale. Il a été révélé que les mutations qui conduisent à une augmentation de l'activité kinase de la protéine LRRK2 sont significativement associées à la pathogenèse de la MP. Des études récentes ont montré que certaines GTPases Rab, en particulier Rab8, servent de substrats de LRRK2 et subissent une phosphorylation dans son domaine Switch II lors de l'interaction. L'étude actuelle a été réalisée afin de découvrir les effets de la phosphorylation de Rab8 et de ses mutants sur le métabolisme lipidique et la croissance des gouttelettes lipidiques. L'état de phosphorylation de Rab8a a été vérifié par gel phos-tag. Une construction mutante ponctuelle a été générée pour étudier la fonction de Rab8a. Les cellules 3T3L1 ont été transfectées avec les plasmides indiqués et les gouttelettes lipidiques ont été colorées avec Bodipy. Des expériences de microscopie fluorescente ont été réalisées pour examiner la taille des gouttelettes lipidiques. Les interactions entre Rab8a et l'Optineurine ont été déterminées par immunoprécipitation et Western blot. Nos essais ont démontré que Rab8a était phosphorylé par la LRRK2 mutée qui présente une activité kinase élevée. La phosphorylation de Rab8a sur le résidu d'acide aminé T72 a favorisé la formation de grosses gouttelettes lipidiques. Le mutant T72D de Rab8a avait une activité plus élevée pour favoriser la formation de grosses gouttelettes lipidiques par rapport à Rab8a de type sauvage, avec une augmentation du diamètre moyen des gouttelettes lipidiques de 2,10 μm à 2,46 μm. De plus, la phosphorylation de Rab8a a affaibli l'interaction avec son effecteur Optineurin. Le LRRK2 muté Y1699C était capable de phosphoryler Rab8a et la phosphorylation de Rab8a sur le site 72 joue un rôle important dans la fusion et l'agrandissement des gouttelettes lipidiques. Dans l'ensemble, notre étude suggère une relation indirecte entre l'augmentation de la capacité de stockage des lipides et la pathogenèse de la MP.Translated Description (Spanish)
Varias mutaciones en el gen de la quinasa 2 repetida rica en leucina (LRRK2) se han asociado con la patogénesis de la enfermedad de Parkinson (EP), un trastorno neurodegenerativo marcado por temblores en reposo y rigidez, que conduce a la inestabilidad postural. Se ha revelado que las mutaciones que conducen a un aumento de la actividad quinasa de la proteína LRRK2 se asocian significativamente con la patogénesis de PD. Estudios recientes han demostrado que algunas Rab GTPasas, especialmente Rab8, sirven como sustratos de LRRK2 y experimentan fosforilación en su dominio switch II tras la interacción. El estudio actual se realizó con el fin de descubrir los efectos de la fosforilación de Rab8 y sus mutantes sobre el metabolismo de los lípidos y el crecimiento de las gotas de lípidos. El estado de fosforilación de Rab8a se verificó mediante gel de etiqueta fosforilada. Se generaron construcciones mutantes puntuales para investigar la función de Rab8a. Las células 3T3L1 se transfectaron con los plásmidos indicados y las gotitas de lípidos se tiñeron con Bodipy. Se realizaron experimentos de microscopía fluorescente para examinar los tamaños de las gotitas de lípidos. Las interacciones entre Rab8a y Optineurina se determinaron mediante inmunoprecipitación y transferencia Western. Nuestros ensayos demostraron que Rab8a fue fosforilada por LRRK2 mutado que exhibe una alta actividad de cinasa. La fosforilación de Rab8a en el residuo de aminoácido T72 promovió la formación de grandes gotitas de lípidos. El mutante T72D de Rab8a tuvo una mayor actividad para promover la formación de gotas de lípidos grandes en comparación con Rab8a de tipo salvaje, con un aumento en el diámetro promedio de las gotas de lípidos de 2.10 μm a 2.46 μm. Además, la fosforilación de Rab8a debilitó la interacción con su efector Optineurina. Y1699C LRRK2 mutado fue capaz de fosforilar Rab8a y la fosforilación de Rab8a en el sitio 72 juega un papel importante en la fusión y el agrandamiento de las gotitas de lípidos. En conjunto, nuestro estudio sugiere una relación indirecta entre una mayor capacidad de almacenamiento de lípidos y la patogénesis de la EP.Files
s12944-018-0684-x.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3ca43d1fdb58b98d54b3cc2f817bf20b
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعمل فسفرة راب 8 أ LRRK2 بوساطة على تعزيز تخزين الدهون
- Translated title (French)
- La phosphorylation de Rab8a par LRRK2 favorise le stockage des lipides
- Translated title (Spanish)
- La fosforilación de Rab8a mediada por LRRK2 promueve el almacenamiento de lípidos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2797667705
- DOI
- 10.1186/s12944-018-0684-x
References
- https://openalex.org/W1589516694
- https://openalex.org/W1607753744
- https://openalex.org/W1941635000
- https://openalex.org/W1968239869
- https://openalex.org/W1975229775
- https://openalex.org/W1992365739
- https://openalex.org/W1994668150
- https://openalex.org/W2004118662
- https://openalex.org/W2012259571
- https://openalex.org/W2014064711
- https://openalex.org/W2022921936
- https://openalex.org/W2026253363
- https://openalex.org/W2026497980
- https://openalex.org/W2036386995
- https://openalex.org/W2038340677
- https://openalex.org/W2043234667
- https://openalex.org/W2047193578
- https://openalex.org/W2049083762
- https://openalex.org/W2049360252
- https://openalex.org/W2062531561
- https://openalex.org/W2063127941
- https://openalex.org/W2063774526
- https://openalex.org/W2100300726
- https://openalex.org/W2100894616
- https://openalex.org/W2103092041
- https://openalex.org/W2105725859
- https://openalex.org/W2107573753
- https://openalex.org/W2109833400
- https://openalex.org/W2120262230
- https://openalex.org/W2120571685
- https://openalex.org/W2129848302
- https://openalex.org/W2134829539
- https://openalex.org/W2137738918
- https://openalex.org/W2154717765
- https://openalex.org/W2154757569
- https://openalex.org/W2158930854
- https://openalex.org/W2253950023
- https://openalex.org/W4210952882