Effects of mitogen-activated protein kinases on nuclear protein import
Résumé
ERK-2 MAP kinase activation induces inhibitory effects on nuclear protein import in vascular smooth muscle cells. The mechanism and characteristics of this effect of ERK-2 were investigated. An unusual dose-dependent effect of ERK-2 on nuclear protein import was identified. At higher concentrations (1 microg/mL) of ERK-2, nuclear protein import was stimulated, whereas lower concentrations (0.04 microg/mL) inhibited import. Intermediate concentrations exerted intermediate effects. The stimulatory and inhibitory effects at the 2 different ERK-2 concentrations were observed in both conventional, permeabilized cell assays of nuclear protein import and with in situ microinjection of smooth muscle cells. The biphasic effects of ERK-2 on import were also found for the other 2 members of the MAPK family, p38 and JNK. RanGAP was identified by structural analysis as a candidate target protein responsible for mediating the effects of ERK-2. After pretreatment with high concentrations of ERK-2, RanGAP activity was significantly increased by approximately 50%. In contrast, low concentrations of ERK-2 significantly attenuated RanGAP activity. These results demonstrate that all 3 members of the MAPK family can alter nuclear protein import in opposite directions depending upon the concentration of ERK-2 used. RanGAP represents the MAP kinase target whereby nuclear transport can be stimulated or inhibited.
L’activation de la MAP kinase ERK-2 entraîne des effets inhibiteurs sur l’import nucléaire des protéines dans les cellules musculaires lisses vasculaires. On a examiné le mécanisme et les caractéristiques de cet effet. On a identifié un effet dose-dépendant inhabituel de ERK-2 sur l’import nucléaire des protéines. Des concentrations élevées (1 µg/mL) de ERK-2 ont stimulé l’import, alors que de faibles concentrations (0,04 µg/mL) l’ont inhibé. Des concentrations intermédiaires on eu des effets intermédiaires. Les effets stimulateurs et inhibiteurs aux 2 concentration de ERK-2 ont été observés tant dans des essais d’import nucléaire classiques sur cellules perméabilisées que par microinjection in situ de cellules musculaires lisses. On a aussi observé les effets biphasiques de ERK-2 sur l’import chez les deux autres membres de la famille des MAPK, p38 et JNK. L’analyse structurale a identifié RanGAP comme une protéine cible candidate à l’origine des effets de ERK-2. Après prétraitement avec de fortes concentrations de ERK-2, l’activité de RanGAP a augmenté d’environ 50 %. À l’opposé, de faibles concentrations de ERK-2 ont significativement atténué l’activité de RanGAP. Ces résultats démontrent que les 3 membres de la famille des MAPK peuvent modifier l’import nucléaire des protéines dans des directions opposés selon la concentration de ERK-2 utilisée. RanGAP représente la cible des MAP kinases par laquelle le transport nucléaire peut être stimulé ou inhibé.