PP2A

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12720 (2023) Citare questo articolo

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Fondamentali per il mantenimento dell'integrità e della funzione epidermica sono gli attacchi tra i filamenti intermedi (IF) e le giunzioni intercellulari chiamate desmosomi. La proteina desmoplachina (DP) della placca citoplasmatica desmosomiale è essenziale per ancorare l'IF alla giunzione. Le interazioni DP-IF sono regolate da un motivo fosforegolatore all'interno del DP C-terminale che controlla l'adesione intercellulare dei cheratinociti. Qui identifichiamo l'oloenzima della proteina fosfatasi 2A (PP2A) -B55α come la principale fosfatasi serina/treonina che regola il C-terminale di DP e la conseguente adesione intercellulare. Utilizzando una combinazione di approcci chimici e genetici, mostriamo che l'oloenzima PP2A-B55α interagisce con DP sulle membrane intercellulari in modelli epidermici 2D e 3D e campioni di pelle umana. I nostri esperimenti dimostrano che PP2A-B55α regola lo stato di fosforilazione della DP giunzionale ed è necessario per mantenere una forte adesione intercellulare mediata dai desmosomi. Questi dati identificano PP2A-B55α come parte di un modulo regolatorio in grado di regolare la forza di adesione intercellulare e un candidato bersaglio della malattia nei disturbi della pelle e del cuore legati ai desmosomi.

Le giunzioni di adesione intercellulari associate al citoscheletro sono essenziali per mantenere la stabilità dei tessuti multicellulari e fornire alle cellule l'integrità strutturale per resistere ai cambiamenti dell'ambiente meccanico del tessuto. Ciò è particolarmente importante nei tessuti sottoposti a elevati livelli esterni o interni di stress meccanico come l'epidermide stratificata o il cuore. Particolarmente importanti per questi tessuti sono i desmosomi, giunzioni intercellulari che integrano stimoli chimici e meccanici per consentire la regolazione dinamica del citoscheletro corticale1,2.

Il desmosoma comprende caderine transmembrana di due famiglie, desmogleine (Dsg) e desmocolline (Dsc), due proteine ​​​​armadillo della placca, plakofilina (Pkp) e placoglobina (PG), e una proteina di collegamento citoscheletrico del filamento intermedio (IF), desmoplachina (DP). Legando il citoscheletro IF alla membrana plasmatica, DP rafforza l'adesione e distribuisce le forze attraverso i tessuti1,2. A differenza delle famiglie Dsg, Dsc e Pkp, che sono regolate dall'espressione di isoforme in specifici strati differenziati dell'epidermide stratificata, DP è l'unica proteina plachina desmosoma ed è quindi espressa in modo ubiquitario in tutte le cellule che formano desmosomi3. La natura essenziale della DP è meglio evidenziata dal fenotipo letale embrionale dei topi nulli DP e dai gravi difetti esibiti nei tessuti ad alta tensione, tra cui la pelle e il cuore dei topi tetraploidi di salvataggio e knockout epidermici specifici4,5,6. Inoltre, le mutazioni nel gene DSP provocano una serie di disturbi, dall'epidermolisi bollosa acantolitica letale (LAEB) al cheratoderma palmo-plantare striato (SPPK), nonché alla cardiomiopatia aritmogena (AC) e alla sindrome cardiocutanea di Carvajal7,8,9,10,11. ,12,13.

In particolare, la DP è regolata in parte dalla fosforilazione processiva di una ripetizione di glicina-serina-arginina al suo C-terminale direttamente a valle del sito di legame DP-IF (Fig. 1A)14,15. Precedenti lavori del nostro gruppo e di altri hanno caratterizzato la forma ipofosforilata di DP come avente una maggiore affinità di legame IF che influisce sulla formazione, sulla dinamica e sulla funzione del desmosoma14,16,17,18. Nello specifico, l'espressione di mutanti DP costitutivamente ipofosforilati ha aumentato la forza di adesione e la rigidità dei tessuti, risultando in fogli cellulari epidermici in grado di resistere a stress meccanici più elevati17,18,19. La fosforilazione del motivo fosforegolatore di DP era stato precedentemente identificato come innescato dall'attività coordinata della glicogeno sintasi chinasi 3β (GSK3β) e della proteina arginina metiltransferasi 1 (PRMT-1)14. Nonostante l'importanza della forma ipofosforilata di DP nel rafforzamento del legame dell'IF, la fosfatasi responsabile della defosforilazione di DP è rimasta sconosciuta.