Study of the biological role and the distribution of SR protein kinases in leukemia cells

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

PhD thesis (EN)

2008 (EN)
Μελέτη του βιολογικού ρόλου και της κατανομής των SR πρωτεϊνών κινασών σε λευχαιμικά κύτταρα
Study of the biological role and the distribution of SR protein kinases in leukemia cells

Σανίδας, Ιωάννης Α.

Οι κινάσες πρωτεϊνών σερίνης-αργινίνης αποτελούν μια καινούργια οικογένεια πρωτεϊνικών κινασών που φωσφορυλιώνουν εξειδικευμένα SR ή RS διπεπτίδια. Η εξειδίκευση αυτών των ενζύμων είναι πολύ μεγάλη αφού μεταλλάξεις της σερίνης σε θρεονίνη ή της αργινίνης σε λυσίνη στην RS περιοχή των υποστρωμάτων τους, παρεμποδίζουν εντελώς την φωσφορυλίωση. Οι SRPKs είναι διατηρημένες στην εξέλιξη και έως τώρα έχουν απομονωθεί πάνω από 15 γονίδια που κωδικοποιούν μέλη αυτής της οικογένειας στο γένωμα των θηλαστικών, της ζύμης, της Drosophila, του C.elegans και των φυτών. Η SRPK1 αποτελεί το πρώτο μέλος της οικογένειας αυτής. Κλωνοποιήθηκε από τους Gui και Fu (1994) με βάση την ικανότητά της να φωσφορυλιώνει παράγοντες ματίσματος του mRNA που περιέχουν SR ακολουθίες στο μόριό τους. Η SRPK1a αποτελεί προϊόν εναλλακτικού ματίσματος του γονιδίου της SRPK1 και περιέχει μία εμβόλιμη ακολουθία 171 αμινοξέων στο Ν-τελικό της άκρο που δεν υπάρχει στην SRPK1. Αντίθετα με προηγούμενες μελέτες, οι οποίες δείχνουν μία κυρίαρχη εντόπιση των SRPKs στο κυτταρόπλασμα κυττάρων HeLa, στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μία κατανομή των SRPK1 και SRPK1a μεταξύ του πυρήνα και του συμπλέγματος Golgi, σε ανθρώπινα και ποντικίσια ερυθρολευχαιμικά κύτταρα (Κ562 και MEL). Επιπλέον, η επαγωγή της διαφοροποίησης των κυττάρων αυτών, οδηγεί στον αποκλεισμό των SRPKs από τον πυρήνα και τον περιορισμό της εντόπισής τους στο σύστημα Golgi και το κυτταρόπλασμα. Παράλληλα με τα παραπάνω, δείξαμε ότι η SRPK1 είναι η κυρίαρχη ισομορφή στα Κ562 κύτταρα, ενώ ο λόγος της έκφρασης των δύο ισομορφών SRPK1a/SRPK1 αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την τύχη του κυττάρου. Σταθερή υπερέκφραση της SRPK1a στα κύτταρα αυτά, οδηγεί στη συσσώρευση της στη μεμβράνη του Golgi και το κυτταρόπλασμα και στην επαγωγή της διαφοροποίησης των Κ562 κυττάρων προς ερυθροκύτταρα. Επεκτείνοντας τη μελέτη μας στο βιολογικό ρόλο των SRPKs στα ερυθρολευχαιμικά κύτταρα, θελήσαμε να καταγράψουμε την in vivo επίδραση σε Κ562 και MEL κύτταρα ενώσεων που αποτελούν in vitro αναστολείς της SRPK1. Δύο από τα παράγωγα της κινοξαλίνης που δοκιμάστηκαν, βρέθηκε ότι αποτελούν ισχυρό επαγωγέα της απόπτωσης τόσο των Κ562 όσο και των MEL κυττάρων. Μάλιστα η δράση τους αυτή είναι εκλεκτική μόνο απέναντι σε ερυθρολευχαιμικές σειρές. Τα Κ562 κύτταρα που υπερεκφράζουν την SRPK1a εμφανίζουν ανθεκτικότητα απέναντι στην κυτταροτοξική δράση των παραπάνω αναστολέων
Serine/arginine protein kinases represent a novel class of enzymes that specifically phosphorylate RS or SR dipeptides. They show a remarkable specificity as mutations of Ser to Thr or Arg to Lys in the RS domain of their substrates, completely abrogate phosphorylation. SRPKs have been conserved throughout evolution and so far approximately 15 distinct genes encoding members of this family have been identified in the genomes of mammals, yeast, fruit fly, nematode, and plants. Mammalian SRPK1 was initially purified and cloned by Gui and Fu (1994), on the basis of its ability to phosphorylate members of the SR family of splicing factors in vitro. SRPK1a is an alternative spliced form of SRPK1 that contains an extended N-terminal domain of 171 aminoacids. Contrary to previous work showing cytoplasmic localization of SRPKs in HeLa cells, we demonstrate in the present study that SRPK1 and SRPK1a mainly partition between the nucleus and the Golgi apparatus in human and mouse leukemic cells (K562 and MEL). Furthermore, the induction of differentiation of these cells results in the exclusion of SRPKs from the cell nucleus and their accumulation at the Golgi membrane and the cytoplasm. Moreover, we show that SRPK1 is the predominant isoform in K562 cells, with the expression ratio of the two isoforms being critical in determining cell fate. Stable overexpression of SRPK1a results in its accumulation at the Golgi membrane and the cytoplasm and induces erythroid differentiation of K562 cells. In order to further probe into the biological roles of SRPKs in leukaemic cells, we studied the in vivo action of several quinoxaline derivatives that were found to selectively inhibit in vitro the phosphorylation activity of SRPK1. 2,3-di(thiophen-2-yl)benzo[g]quinoxaline and a yet uncharacterized compound (ID: 14385) exhibited a strong apoptotic activity in K562 and MEL cells. Most interestingly, their action is restricted only against erythroleukaemic cells. K562 cells that overexpress SRPK1a show remarkable resistance against the apoptotic action of these inhibitors

PhD Thesis / Διδακτορική Διατριβή

Κινάσες πρωτεϊνών
Gogli membrane
K562 κύτταρα
Μεμβράνη gogli
Cell differentiation
Κυτταρική διαφοροποίηση
Protein kinases
k562 cell line

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Χημείας

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license ( Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license ( You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)