Validation of LAP1B as a novel protein phosphatase 1 regulator

Abstract

A proteína fosfatase 1 (PP1) é uma proteína fosfatase específica para a desfosforilação de resíduos de serina e treonina que apresenta elevados níveis de expressão no cérebro. A PP1 participa na regulação de diversos processos celulares através da ligação a outras subunidades proteicas responsáveis pela sua especificidade e actividade. No rastreio de uma biblioteca de cDNA de cérebro humano, pelo método dois híbrido de levedura utilizando as isoformas da PP1 como isco, a proteína 1B associada com a lâmina (LAP1B) foi identificada como uma nova potencial proteína reguladora da PP1. A função da LAP1B não é totalmente conhecida, mas sabe-se que é uma proteína da membrana interna do núcleo que interage com as lâminas nucleares e com a proteína torsinaA, a qual está envolvida na distonia de torção de incidência precoce (DTIP). A LAP1B apresenta três motivos potenciais de ligação à PP1, um motivo SILK (um segundo motivo genérico de ligação à PP1) e diversos locais de fosforilação. Dado isto, a interacção entre a PP1 e a LAP1B foi confirmada por meio de várias técnicas. Por co-transformação em levedura, a interacção entre a LAP1B e as isoformas alfa (α), gama1 (γ1) e gama2 (γ2) da PP1 foi confirmada e, além disso, ficou demonstrado que a LAP1B interage com a PP1γ1 através do domínio de ligação 1 (BM1, REVRF). Este domínio está localizado na porção nucleoplásmica da LAP1B. O ensaio de blot overlay, utilizando a PP1γ1 purificada, permitiu comprovar in vitro a interacção entre a PP1 e a LAP1B através da porção nucleoplásmica da LAP1B. A interacção PP1/LAP1B foi comprovada in vivo por co-imunoprecipitação utilizando anticorpos específicos e por co-localização entre a LAP1B e a PP1γ e a PP1α, a qual foi verificada em estruturas subnucleares ainda não identificadas e em alguns pontos próximos do invólucro nuclear. O papel funcional do complexo PP1/LAP1B não foi determinado, mas pode ser importante na estrutura nuclear durante a mitose. Tendo em conta os elevados níveis de expressão da PP1 no estriado e a relação entre o sistema dopaminérgico dos núcleos basais e a DITC, a existência de um putativo tricomplexo PP1/LAP1B/torsinaA e a hipótese da PP1 e/ou a anormal fosforilação de proteínas ter um papel na DITC merece ser investigada.

Protein phosphatase 1 (PP1) is a ubiquitously expressed serine/threonine protein phosphatase, with high expression levels in brain. PP1 regulates many cellular processes through interaction with different regulatory subunits that play regulatory and targeting roles. From yeast two-hybrid screens of a human brain cDNA library using PP1 isoforms as bait, lamina associated polypeptide 1B (LAP1B) was identified as a novel putative PP1 regulator. The functional role of LAP1B is poorly understood, but it is known that LAP1B is an inner nuclear membrane protein that interacts with lamins and torsinA, a protein involved in early onset torsion dystonia (EOTD). Furthermore, LAP1B has three potential PP1 binding motifs, a second generic PP1 binding motif named SILK and several phosphorylation sites. Thereby, we confirmed the PP1/LAP1B interaction by a variety of techniques. By yeast co-transformation we confirmed the interaction of LAP1B with PP1 isoforms alpha (α), gamma1 (γ1) and gamma2 (γ2) and demonstrated that LAP1B interacts with PP1γ1 through binding motif 1 (BM1, REVRF) that is located in the nucleoplasmic portion of LAP1B. The PP1/LAP1B interaction through the nucleoplasmic portion of LAP1B was also confirmed in vitro by blot overlay assay with purified PP1γ1 protein. The PP1/LAP1B interaction in vivo was evaluated by co-immunoprecipitation with specific antibodies and by co-localization between LAP1B and PP1α and PP1γ, ocurring at subnuclear structures and at locations near the nuclear envelope. The functional role of PP1/LAP1B complex was not determinated but it may be important in the maintenance of the nuclear architecture during mitosis. Given the high expression levels of PP1 within striatum and the relationship between basal ganglia dopaminergic signalling and EOTD, the existence of a putative tricomplex PP1/LAP1B/torsinA and the hypothesis that PP1 and/or abnormal protein phosphorylation may have a role in EOTD should be worthwhile exploring.