PKD phosphorylation and COP9/Signalosome modulate intracellular Spry2 protein stability

Abstract

[ES]Spry2 es un modulador molecular de las vías de señalización de receptores tirosina quinasa que tiene efectos específicos de cada tipo de cáncer. La proteína Spry2 de mamíferos sufre fosforilación de tirosina y serina en respuesta a la estimulación por factores de crecimiento, y la expresión de Spry2 está claramente alterada en varios tipos de cáncer. La inhibición de la funcionalidad del proteasoma da como resultado una menor degradación intracelular de Spry2. Utilizando ensayos in vitro e in vivo, mostramos que la proteína quinasa D (PKD) fosforila Spry2 en la serina 112 e interactúa in vivo con la mitad C-terminal de esta proteína. Es importante destacar que la mutación sin sentido en Ser112 disminuye la tasa de degradación de la proteína intracelular Spry2. Reducir la expresión de las tres isoformas de PKD de los mamíferos o bloquear su actividad quinasa con un inhibidor específico contribuye a la estabilización de la proteína Spry2 endógena. La regulación negativa mediante CSN3, un componente del COP9/Signalosoma que se une a la PKD, aumenta significativamente la vida media de la proteína Spry2 endógena, pero no afecta la estabilidad de un Spry2 después de mutar Ser112 al residuo alanina no fosforilable. Nuestros datos demuestran que tanto PKD como COP9/Signalosoma desempeñan un papel importante en el control de la estabilidad intracelular de Spry2 y respaldan la consideración del complejo PKD/COP9 como un objetivo terapéutico potencial en tumores donde se reduce la expresión de Spry2.

[EN]Spry2 is a molecular modulator of tyrosine kinase receptor signaling pathways that has cancer-type-specific effects. Mammalian Spry2 protein undergoes tyrosine and serine phosphorylation in response to growth factor stimulation. Spry2 expression is distinctly altered in various cancer types. Inhibition of the proteasome functionality results in reduced intracellular Spry2 degradation. Using in vitro and in vivo assays, we show that protein kinase D (PKD) phosphorylates Spry2 at serine 112 and interacts in vivo with the C-terminal half of this protein. Importantly, missense mutation of Ser112 decreases the rate of Spry2 intracellular protein degradation. Either knocking down the expression of all three mammalian PKD isoforms or blocking their kinase activity with a specific inhibitor contributes to the stabilization of Spry2 wild-type protein. Downregulation of CSN3, a component of the COP9/Signalosome that binds PKD, significantly increases the half-life of Spry2 wild-type protein but does not affect the stability of a Spry2 after mutating Ser112 to the non-phosphorylatable residue alanine. Our data demonstrate that both PKD and the COP9/Signalosome play a significant role in control of Spry2 intracellular stability and support the consideration of the PKD/COP9 complex as a potential therapeutic target in tumors where Spry2 expression is reduced.