The Effect of Modification on the Intracellular Distribution of Zyxin in Xenopus laevis Embryos

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Zyxin is a conserved mechanosensitive LIM domain protein that regulates F-actin filament assembly at cell junctions. In response to cell stretching, zyxin can either move into the nucleus and regulate gene expression, or it can exit the nucleus. Zyxin is recognized as an oncomarker, which makes studying its modifications and how it moves between nucleus and cytoplasm useful for diagnosing diseases at the molecular level. An effect of site-directed mutagenesis at palmitylation sites, O-GlcNAcylation sites, and amino acids at the N- and C-terminus on the ability of zyxin to enter the nucleus was demonstrated using Xenopus laevis embryos at gastrula stage. By adding the Flag epitope to the C-terminus of the zyxin molecule, it was found that the zyxin molecule loses its ability to move into the nucleus as a result. When palmitylation sites are targeted for mutation, the amount of zyxin in the nucleus decreases, whereas when amino acids are mutated to cause O-GlcNAcylation, the amount of zyxin increases. The first data obtained on the influence of these modifications on the movement of zyxin support global research on mechanisms behind changes in the localization of mechanosensitive proteins of the zyxin family. Since disruption of their intracellular localization leads to cancerous tumors and cardiovascular diseases, these investigations have both fundamental and medical importance.

全文:

受限制的访问

作者简介

E. Parshina

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: martnat61@gmail.com
俄罗斯联邦, ul. Miklukho-Maklaya 16/10, Moscow, 117997

E. Ivanova

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: martnat61@gmail.com
俄罗斯联邦, ul. Ostrovitianova 1, Moscow, 117997

A. Zaraisky

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: martnat61@gmail.com
俄罗斯联邦, ul. Miklukho-Maklaya 16/10, Moscow, 117997

N. Martynova

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: martnat61@gmail.com
俄罗斯联邦, ul. Miklukho-Maklaya 16/10, Moscow, 117997

参考

  1. Nix D.A., Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1997. V. 138. P. 1139–1147. https://doi.org/10.1083/jcb.138.5.1139
  2. Cerisano V., Aalto Y., Perdichizzi S., Bernard G., Manara M.C., Benini S., Cenacchi G., Preda P., Lattanzi G., Nagy B., Knuutila S., Colombo M.P., Bernard A., Picci P., Scotlandi K. // Oncogene. 2004. V. 23. P. 5664–5674. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1207741
  3. Ermolina L.V., Martynova N.Iu., Zaraĭskiĭ A.G. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2010. V. 36. P. 24–31. https://doi.org/10.1134/s1068162010010036
  4. Martynova N.Y., Parshina E.A., Zaraisky A.G. // FEBS J. 2023. V. 290. P. 66–72. https://doi.org/10.1111/febs.16308
  5. Martynova N.Y., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Eroshkin F.M., Gyoeva F.K., Baturina N.S., Zaraisky A.G. // Dev. Biol. 2013. V. 380. P. 37–48. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2013.05.005
  6. Wu Z., Wu D., Zhong Q., Zou X., Liu Z., Long H., Wei J., Li X., Dai F. // Front. Mol. Biosci. 2024. V. 11. P. 1371549. https://doi.org/10.3389/fmolb.2024.1371549
  7. Wang Y.X., Wang D.Y., Guo Y.C., Guo J. // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2019. V. 23. P. 413–425. https://doi.org/10.26355/eurrev_201901_16790
  8. Rauskolb C., Pan G., Reddy B.V., Oh H., Irvine K.D. // PLoS Biol. 2011. V. 9. P. e1000624. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000624
  9. Suresh Babu S., Wojtowicz A., Freichel M., Birnbaumer L., Hecker M., Cattaruzza M. // Sci. Signal. 2012. V. 5. P. ra91. https://doi.org/10.1126/scisignal.2003173
  10. Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1986. V. 103. P. 1679– 1687. https://doi.org/10.1083/jcb.103.5.1679.
  11. Crawford A.W., Beckerle M.C. // J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P. 5847–5853. https://doi.org/10.1083/jcb.119.6.1573
  12. Hirata H., Tatsumi H., Sokabe M.. // J. Cell Sci. 2008. V. 121. P. 2795–2804. https://doi.org/10.1242/jcs.030320
  13. Sadler I., Crawford A.W., Michelsen J.W., Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1992. V. 119. P. 1573–1587. https://doi.org/10.1083/jcb.119.6.1573
  14. Pérez-Alvarado G.C., Miles C., Michelsen J.W., Louis H.A., Winge D.R., Beckerle M.C., Summers M.F. // Nat. Struct. Biol. 1994. V. 1. P. 388–398. https://doi.org/10.1038/nsb0694-388
  15. Schmeichel K.L., Beckerle M.C. // Cell. 1994. V. 79. P. 211–219. https://doi.org/10.1016/0092-8674(94)90191-0
  16. Schmeichel K.L., Beckerle M.C. // Biochem. J. 1998. V. 331. P. 885–892. https://doi.org/10.1042/bj3310885
  17. Beckerle M.C. // Bioessays. 1997. V. 19. P. 949–957. https://doi.org/10.1002/bies.950191104.
  18. Kadrmas J.L., Beckerle M.C. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2004. V. 5. P. 920–931. https://doi.org/10.1038/nrm1499
  19. Steele A.N., Sumida G.M., Yamada S. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012. V. 422. P. 653–657. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2012.05.046
  20. Burridge K., Wittchen E.S. // J. Cell Biol. 2013. V. 200. P. 9–19. https://doi.org/10.1083/jcb.201210090
  21. Mori M., Nakagami H., Koibuchi N., Miura K., Takami Y., Koriyama H., Hayashi H., Sabe H., Mochizuki N., Morishita R., Kaneda Y. // Mol. Biol. Cell. 2009. V. 20. P. 3115–3124. https://doi.org/10.1091/mbc.e09-01-0046
  22. Call G.S., Chung J.Y., Davis J.A., Price B.D., Primavera T.S., Thomson N.C., Wagner M.V., Hansen M.D. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2011. V. 404. P. 780–784. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2010.12.058
  23. Moody J.D., Grange J., Ascione M.P., Boothe D., Bushnell E., Hansen M.D. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009. V. 378. P. 625–628. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.11.100
  24. Fujita Y., Yamaguchi A., Hata K., Endo M., Yamaguchi N., Yamashita T. // BMC Cell Biol. 2009. V. 10. P. 6. https://doi.org/10.1186/1471-2121-10-6
  25. Zhao Y., Yue S., Zhou X., Guo J., Ma S., Chen Q. // J. Biol. Chem. 2022. V. 298. P. 101776. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2022.101776
  26. Oku S., Takahashi N., Fukata Y., Fukata M. // J. Biol. Chem. 2013. V. 288. P. 19816–19829. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.431676
  27. Ivanova E.D., Parshina E.A., Zaraisky A.G., Martynova N.Y. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 723–732. https://doi.org/10.1134/s1068162024030026
  28. Sabino F., Madzharova E., Auf dem Keller U. // Cell Death Dis. 2020. V. 11. P. 674. https://doi.org/10.1038/s41419-020-02883-2
  29. Martynova N.Y., Eroshkin F.M., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Korotaeva A.L., Smurova K.M., Gyoeva F.K., Zaraisky A.G. // Dev. Dyn. 2008. V. 237. P. 736–749. https://doi.org/10.1002/dvdy.21471
  30. Martynova N.Y., Parshina E.A., Zaraisky A.G. // STAR Protoc. 2021. V. 2. P. 100449. https://doi.org/10.1016/j.xpro.2021.100449
  31. Linder M.E., Deschenes R.J. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007. V. 8. P. 74–84. https://doi.org/10.1038/nrm2084
  32. el-Husseini Ael-D, Bredt D.S. // Nat. Rev. Neurosci. 2002. V. 3. P. 791–802. https://doi.org/10.1038/nrn940
  33. Fukata Y., Fukata M. // Nat. Rev. Neurosci. 2010. V. 11. P. 161–175. https://doi.org/10.1038/nrn2788.
  34. Zachara N.E., Hart G.W. // Biochim. Biophys. Acta. 2004. V. 1673. P. 13–28. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2004.03.016
  35. Xu Z., Isaji T., Fukuda T., Wang Y., Gu J. // J. Biol. Chem. 2019. V. 294. P. 3117–3124. https://doi.org/10.1074/jbc.RA118.005923

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Sites for targeted mutagenesis of zyxin and schemes of mutant proteins. (a) – Comparison of amino acid sequences of zyxin homologues from frog (henZYX), chicken (galZYX) and human (homZYX) showed high conservatism in proline-rich and LIM-domain regions (areas highlighted in black). The diagram shows the positions that have undergone mutagenesis; (b) the schemes of Myc (1-3) and Flag (1) tagged epitopes and mutated palmithylation (3), glucosaminylation (4) and shortened (5) versions of zyxin.

下载 (1008KB)
索引源数据
3. 2. Intracellular distribution of hybrid forms of zyxin in the N- and C-terminal domains. (a) – Experimental scheme; (b) – the presence of the Flag peptide at the C-terminus prevents its movement into the nucleus. Above is a diagram of hybrid zyxin, below are Western blots with anti-Myx (top blot) and anti-Flag (bottom blot) antibody detection, two tracks per sample; (c) - removal of the Flag peptide from the C–terminus of the zyxin molecule restores its ability to move into the nucleus. Above is a hybrid protein diagram, below is a Western blot with anti–Myc antibody detection, with two tracks per sample.

下载 (711KB)
索引源数据
4. 3. Analysis of the distribution of zyxin mutated at the sites of palmithylation, O-glucosaminylation, and deletion mutant in embryo cells at the gastrula stage. (a) – Mutations of full-length zyxin at palmithylation sites lead to a decrease in zyxin in the nucleus. Above is the scheme of mutant zyxin, Cys531, 532, 555, 558 and 593 replaced by alanins. On the left is a western blot with anti-Mus antibody detection, the reference load band on the track is actin. On the right is a check of the statistical reliability of the change in the amount of zixin, conl. units (* p < 0.05); (b) – mutations of full-length zyxin in amino acids undergoing O-glucosaminylation lead to a decrease in the amount of zyxin in the nucleus. Above is the scheme of mutant zyxin, Ser216 and 217 replaced by alanins. On the left is a western blot, detection by antibodies to C–zyxin, and the reference load band on the track is actin. On the right is a check of the statistical reliability of changes in the amount of zyxin, conl. units (* p < 0.05); (c) is an analysis of the distribution between the nucleus and cytoplasm of the shortened form of zyxin (334-664 au). Above is a diagram of the deletion mutant of zyxin, zyxin (334-664 au). On the left is a western blot, detection by antibodies to C-zyxin. On the right is a check of the statistical reliability of the change in the amount of zixin, conl. units (* p < 0.05).

下载 (988KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».