Biochemie und analytische Biochemie

Abstrakt

Aktivierung von PAK2 durch Serummangel sensibilisiert seine Reaktion auf Insulinbehandlung in Adipozyten 3T3-L1-Zellen

Jun Ling, Siska Corneillie, Colby Cottell und Jolinda A Traugh

p21-aktivierte Kinase-2 (PAK2) wird in allen bisher getesteten Säugetierzellen und -geweben ubiquitär exprimiert. Es ist ein einzigartiges Mitglied der PAK-Familienkinasen, das durch verschiedene Stressbedingungen aktiviert werden kann, um Apoptose oder Zytostase zu induzieren. Obwohl viele Bedingungen berichtet wurden, die PAK2 aktivieren, wurde Serummangel, gefolgt von einer Insulinbehandlung, nicht untersucht. In dieser Studie wurde Präadipozyten (3T3-L1), die empfindlich auf Insulinsignale reagieren und für die Energiehomöostase wichtig sind, als System verwendet, um dieses Thema zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass Serummangel die PAK2-Aktivität innerhalb einer Stunde vorübergehend um das Dreifache aktivierte und dann innerhalb von drei Stunden auf das Grundniveau zurückkehrte. Nach der Aktivierung von PAK2 durch Serummangel führte die Insulinbehandlung zu einer schnellen Deaktivierung von PAK2 durch Ubiquitinierungs-Proteasom-vermittelten Proteinabbau. Die Aktivitäten von AKT1 und PAK2 waren umgekehrt verwandt, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung von AKT1 ein Faktor sein könnte, der den PAK2-Abbau einleitet. Diese dynamische Veränderung von PAK2 durch Serummangel und Insulin korrelierte mit der Fluktuation der Proteinsynthese, einem wichtigen biologischen Prozess, der die Zellwachstumsrate beeinflusst. Die Aktivierung von PAK2 durch Serummangel korrelierte mit einer etwa 50%igen Hemmung der Proteinsynthese; eine anschließende Behandlung mit Insulin hob diese Hemmung auf. Die Herunterregulierung von PAK2 durch siRNA bewies weiter, dass PAK2 ein ursächlicher Faktor war, der zur Hemmung der Proteinsynthese führte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Studie ein neues Muster der Regulierung von PAK2 durch Serummangel und Insulin identifiziert und auf eine wichtige Rolle von PAK2 bei der Regulierung der Adipozytenfunktion als Reaktion auf den Nährstoffstatus und die Insulinsignalisierung hindeutet.