Tiivistelmä: Dieetistä aiheutuva kaliumvaje aktivoi tiatsidisensitiivisen natrium-kloridi- samanaikaiskuljetuksen (NCC) distaalisessa nefronissa. Tästä osaltaan selittyy hypertensio ja kardiovaskulaarinen kuolleisuus, joita havaitaan niissä henkilöissä, joiden dieetti on kaliumpitoisuudelta niukkaa ( tuskin ollenkaan hedelmiä, vihanneksia, papuruokaa, pähkinöitä, taateleita, viikunoita,,luumuja jne dieetissä) .
Uudet tiedot viittaavaat siihen, että plasman kalium koskee suoraan distaaliseen nefroniin ja se tapahtuu vaikuttamalla solunsisäiseen kloridiin, joka on WNK-SPAK-tien inhibiittori.
(SPAK, Ste20p-related proline- and alanine rich kinase)
Tutkijat koettivat selvittää äärimmäisdieettien avulla, onko kaliumin ja NCC:n välinen suhde fysiologisesti relevantti ja mitkä mekanismit siihen osallistuvat.
He raportoivat, että kohtalaisetkin muutokset sekä ravinnon että plasman kaliumissa vaikuttavat in vivo Na-Cl-samanaikaiskuljetukseen (NCC). Kinaasimittaustutkimukset osoittivat, että kloridi estää WNK4-kinaasin aktivisuuden matalammissa pitoisuuksissa, mitä kloridi estää WNK1 ja WNK3- kinaaseja. Lisäksi kloridi estiWNK4:ää distaalisen solun kloridipitoisuuksien rajoissa. Aiemmin tunnistetun kloridia sitovan WNK- motiivin mutatoituminen konvertoi WNK4-vaikutukset SPAK:iin estävästä stimuloiviksi nisäkässoluissa. On havaittu erilaisia vaikutuksia NCC:hen, jos motiivin poistuminen tapahtuu WNK1, WNK3 tai WNK4-proteiinista ja havainnot ovat johdonmukaisia näiden kolmen WNK:n erilaisten kloridisensitiivisyyksien kanssa. T'äten kaliumin vaikutukset Na-Cl- samanaikaiskuljetukseen on asteutettua fysiologisissa rajoiss , mikä selittää, miten WNK4:n ainutlaatuiset kloridia aistivat ominaisuudet tekevät sen kykeneväksi välittämään in vivo kaliumin vaikutuksia Na-Cl- samanaikaiskuljetukseen (NCC).
- Abstract. Dietary potassium deficiency activates thiazide-sensitive sodium chloride cotransport along the distal nephron. This may explain, in part, the hypertension and cardiovascular mortality observed in individuals who consume a low-potassium diet. Recent data suggest that plasma potassium affects the distal nephron directly by influencing intracellular chloride, an inhibitor of the with-no-lysine kinase (WNK)-Ste20p-related proline- and alanine-rich kinase (SPAK) pathway. As previous studies used extreme dietary manipulations, we sought to determine whether the relationship between potassium and NaCl cotransporter (NCC) is physiologically relevant and clarify the mechanisms involved.
- We report that modest changes in both dietary and plasma potassium affect NCC in vivo. Kinase assay studies showed that chloride inhibits WNK4 kinase activity at lower concentrations than it inhibits activity of WNK1 or WNK3. Also, chloride inhibited WNK4 within the range of distal cell chloride concentration. Mutation of a previously identified WNK chloride-binding motif converted WNK4 effects on SPAK from inhibitory to stimulatory in mammalian cells. Disruption of this motif in WNKs 1, 3, and 4 had different effects on NCC, consistent with the three WNKs having different chloride sensitivities. Thus, potassium effects on NCC are graded within the physiological range, which explains how unique chloride-sensing properties of WNK4 enable it to mediate effects of potassium on NCC in vivo.
KEYWORDS:
cell signaling; distal convoluted tubule; mineral metabolism; potassium channels; thiazide-sensitive NaCl cotransporter (NCC)
cell signaling; distal convoluted tubule; mineral metabolism; potassium channels; thiazide-sensitive NaCl cotransporter (NCC)
- PMID:26422504
- PMCID:PMC4814375
- DOI:10.1038/ki.2015.289[Indexed for MEDLINE]Free PMC Article
15.
Yoshizaki
Y, Mori Y, Tsuzaki Y, Mori T, Nomura N, Wakabayashi M, Takahashi D,
Zeniya M, Kikuchi E, Araki Y, Ando F, Isobe K, Nishida H, Ohta A, Susa
K, Inoue Y, Chiga M, Rai T, Sasaki S, Uchida S, Sohara E.
Biochem Biophys Res Commun. 2015 Nov 13;467(2):229-34. doi: 10.1016/j.bbrc.2015.09.184. Epub 2015 Oct 3.
- Huom. Insuliini ja vasopressiini ovat WNK-signaloinnin aktivoijia. WNK on KLHL3 adaptorin substraatti ja johdetaan degradaatioon CLR3 ubikitiiniligaasi-proteosomi-tietä. Jos KLHL3 fosforyloituu seriiniin 433, sen sitoutuminen substraattiin WNK4 on vajaata Akt ja PKA fosforylaatiomotiivien komponentti on juuri S433. Akt ja PKA voivat fosforyloida KLHL3 seriiniin 433. Myös PKC voi suorittaa sen fosforylaation. Myös insuliini vaikuttaa S433 fosforylaatiota KLHL3:ssa , joten se ei voi johtaa WNK4:ää silppuriin. Tässä lienee taustaa sille,että insuliini ja vasopressiini aktivoivat WNK-signalointia ( Na-reabsorptiota munuaisessa).
Mutations in with-no-lysine kinase (WNK) 1, WNK4, Kelch-like 3 (KLHL3), and Cullin3 result in an inherited hypertensive disease, pseudohypoaldosteronism type II . WNK activates the Na-Cl cotransporter (NCC), increasing sodium reabsorption in the kidney. Further, KLHL3, an adapter protein of Cullin3-based E3 ubiquitin ligase, has been recently found to bind to WNK, thereby degrading them. Insulin and vasopressin have been identified as powerful activators of WNK signaling. In this study, we investigated effects of Akt and PKA, key downstream substrates of insulin and vasopressin signaling, respectively, on KLHL3. Mass spectrometry analysis revealed that KLHL3 phosphorylation at S433. Phospho-specific antibody demonstrated defective binding between phosphorylated KLHL3 and WNK4. Consistent with the fact that S433 is a component of Akt and PKA phosphorylation motifs, in vitro kinase assay demonstrated that Akt and PKA can phosphorylate KLHL3 at S433, that was previously reported to be phosphorylated by PKC. Further, forskolin, a representative PKA stimulator, increased phosphorylation of KLHL3 at S433 and WNK4 protein expression in HEK293 cells by inhibiting the KLHL3 effect that leads to WNK4 degradation. Insulin also increased phosphorylation of KLHL3 at S433 in cultured cells. In conclusion, we found that Akt and PKA phosphorylated KLHL3 at S433, and phosphorylation of KLHL3 by PKA inhibited WNK4 degradation. This could be a novel mechanism on how insulin and vasopressin physiologically activate the WNK signal.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar