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离体缺血期间小鼠心脏线粒体中αB-晶状体蛋白的转位和磷酸化动力学

Kinetics of the translocation and phosphorylation of alphaB-crystallin in mouse heart mitochondria during ex vivo ischemia.

作者信息

Whittaker R, Glassy M S, Gude N, Sussman M A, Gottlieb R A, Glembotski C C

机构信息

SDSU Heart Institute and the Dept. of Biology, San Diego State Univ., San Diego CA 92182.

出版信息

Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2009 May;296(5):H1633-42. doi: 10.1152/ajpheart.01227.2008. Epub 2009 Feb 27.

Abstract

alphaB-crystallin (alphaBC) is a small heat shock protein expressed at high levels in the myocardium where it protects from ischemia-reperfusion damage. Ischemia-reperfusion activates p38 MAP kinase, leading to the phosphorylation of alphaBC on serine 59 (P-alphaBC-S59), enhancing its ability to protect myocardial cells from damage. In the heart, ischemia-reperfusion also causes the translocation of alphaBC from the cytosol to other cellular locations, one of which was recently shown to be mitochondria. However, it is not known whether alphaBC translocates to mitochondria during ischemia-reperfusion, nor is it known whether alphaBC phosphorylation takes place before or after translocation. In the present study, analyses of mitochondrial fractions isolated from mouse hearts subjected to various times of ex vivo ischemia-reperfusion showed that alphaBC translocation to mitochondria was maximal after 20 min of ischemia and then declined steadily during reperfusion. Phosphorylation of mitochondrial alphaBC was maximal after 30 min of ischemia, suggesting that at least in part it occurred after alphaBC association with mitochondria. Consistent with this was the finding that translocation of activated p38 to mitochondria was maximal after only 10 min of ischemia. The overexpression of alphaBC-AAE, which mimics alphaBC phosphorylated on serine 59, has been shown to stabilize mitochondrial membrane potential and to inhibit apoptosis. In the present study, infection of neonatal rat cardiac myocytes with adenovirus-encoded alphaBC-AAE decreased peroxide-induced mitochondrial cytochrome c release. These results suggest that during ischemia alphaBC translocates to mitochondria, where it is phosphorylated and contributes to modulating mitochondrial damage upon reperfusion.

摘要

αB-晶状体蛋白(αBC)是一种小热休克蛋白,在心肌中高水平表达,可保护心肌免受缺血-再灌注损伤。缺血-再灌注激活p38丝裂原活化蛋白激酶,导致αBC的丝氨酸59位点(P-αBC-S59)磷酸化,增强其保护心肌细胞免受损伤的能力。在心脏中,缺血-再灌注还会导致αBC从细胞质转移到细胞的其他位置,最近发现其中一个位置是线粒体。然而,尚不清楚αBC在缺血-再灌注期间是否会转移到线粒体,也不清楚αBC磷酸化是在转移之前还是之后发生。在本研究中,对从小鼠心脏分离的线粒体组分进行分析,这些小鼠心脏经历了不同时间的体外缺血-再灌注,结果显示αBC向线粒体的转移在缺血20分钟后达到最大值,然后在再灌注期间稳步下降。线粒体αBC的磷酸化在缺血30分钟后达到最大值,这表明至少部分磷酸化发生在αBC与线粒体结合之后。与此一致的是,活化的p38向线粒体的转移仅在缺血10分钟后就达到最大值。已证明模拟丝氨酸59磷酸化的αBC-AAE的过表达可稳定线粒体膜电位并抑制细胞凋亡。在本研究中,用腺病毒编码的αBC-AAE感染新生大鼠心肌细胞可减少过氧化物诱导的线粒体细胞色素c释放。这些结果表明,在缺血期间αBC转移到线粒体,在那里被磷酸化,并有助于调节再灌注时的线粒体损伤。

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