Caracterització de LAT4 i EEG1, dos membres de la família de transportadors d'aminoàcids SLC43

Abstract

Els transportadors del sistema L faciliten el moviment d'aminoàcids grans i neutres a través de les membranes cel·lulars. Fins el moment es coneixien 3 proteïnes capaces d'induir aquesta activitat de transport: LAT1, LAT2 i LAT3. En aquets treball s'ha identificat LAT4, un nou transportador d'aminoàcids de la família SLC43 que guarda un 57% i un 30% d'identitat amb LAT3 i EEG1, els altres dos membres de la família. La proteïna es glicosila i arriba a la membrana plasmàtica de les cèl·lules HeLa i dels oòcits de Xenopus laevis quan es sobreexpressa. El RNA missatger de LAT4 s'expressa majoritàriament a placenta, intestí i ronyó. Més concretament, mitjançant hibridació in situ, hem detectat el missatger de LAT4 a cèl·lules dels túbuls distals i dels conductes col·lectors del ronyó, i a les cèl·lules de la cripta i la base de l'enteròcit a l'intestí prim. L'expressió de LAT4 en oòcits de Xenopus laevis indueix una activitat de transport d'aminoàcids neutres i grans; sodi, clorur i pH independent i que s'inhibeix per l'anàleg d'aminoàcids no metabolitzable BCH. Aquestes propietats concorden amb el subsistema prèviament descrit L2 i afegeixen un quart transportador responsable de l'activitat del sistema L. L'activitat de transport induïda, no és transestimulable, i possiblement es tracti d'un mecanisme de difusió facilitada. El transport induït per LAT4 mostra una cinètica de dos components, on les constants d'afinitat són de 4,7+/-0,5 mM i 178+/-29 mil.limicres pel component de baixa i alta afinitat, respectivament. L'agent alquilant de grups sulfidrils, N-etilmaleïmida (NEM) inhibeix parcialment l'activitat de transport induïda per LAT4 i efecte específicament el component de baixa afinitat. A més a més, hem identificat el mutant LAT4 S297A insensible al pretractament amb NEM. Al model cel·lular de ronyó PCT, es detecta una activitat de transport de baixa afinitat a la cara basolateral compatible amb la descrita per LAT4.<br/>EEG1, el tercer membre de la família SLC43, es glicosila i expressat en sistemes heteròlegs arriba a la membrana plasmàtica de la cèl·lula, però no indueix activitat de transport pels aminoàcids assajats. El RNA missatger de EEG1 es detecta majoritàriament a cor, fetge, i en menor grau a ronyó, pulmó i placenta, tant en teixits humans com de ratolí. S'ha generat un anticòs contra la proteïna que permet la seva detecció a ronyó, intestí i pulmó amb diferents patrons de glicosilació. També s'ha generat un model murí amb EEG1 mutat, mitjançant l'exposició a l'agent altament mutagènic etilnitrosurea (ENU). La mutació puntual detectada, introdueix un codó stop prematur concretament a la posició de la tirosina 221, que trunca la proteïna aproximadament a la meitat. Els ratolins homozigots per la mutació són viables, fèrtils i segueixen una herència mendeliana. No existeixen diferències pel que fa al pes dels animals mutants i control. No hiperexcreten aminoàcids en orina, ni tenen nivells elevats d'aminoàcids en sang. Presenten alteracions histopatològiques al ronyó i al fetge. Suggerim que EEG1 no té un paper rellevant en la reabsorció renal d'aminoàcids sense descartar una possible compensació per altres transportadors.

<i>System L amino acid transporters mediate the movement of bulky neutral amino acids across cell membranes. Until now, three proteins that induce system L activity have been identified: LAT1, LAT2 and LAT3. In the present study we identify a new cDNA, designated LAT4, which also mediates system L activity when expressed in Xenopus laevis oocytes. Human LAT4 exhibits 57% identity to human LAT3 and 30% to EEG1. LAT4 protein is glycosylated and reaches plasma membrane in HeLa cells and Xenopus oocytes when LAT4 is overexpressed. LAT4 mRNA is expressed mainly in placenta, small intestine and kidney. In situ hybridization experiments show that LAT4 mRNA is restricted to the epithelial cells of distal tubule and the collecting duct in the kidney and in the cells of the crypt in the intestine. Like LAT3, the amino acid transport activity induced by LAT4 is sodium-, chloride- and pH-independent, is not trans-stimulated, and shows two kinetic components. The low affinity component of LAT4 induced activity is sensitive to the sulfhydryl-specific reagent N-ethylmaleimide (NEM) but not that with high affinity. Mutation in LAT4 of the SLC43 conserved S 297 to A abolishes sensitivity to NEM.<br/>EEG1, the third member of SLC43 is glycosylated and when is expressed in heterologous system it reaches the plasma membrane. EEG1 mRNA is expressed mainly in heart and liver, but also is present in kidney, lung and placenta. We generated an antibody able to recognize EEG1 from kidney, small intestine and lung with different patterns of glycosylation. We also generated an EEG1 mutated mouse model caused by the chemical mutagen N-ethyl-N-nitrosurea (ENU) which introduced a point mutation resulting in a truncated protein in amino acid position 221. The homozygous mutant mice were born at normal Mendelian ratios when intercrossing between the heterozygous mice, indicating that there was no embryonic mortality in the mutant animals. Homozygous mice do not hyperexcrete any amino acid in urine and no high level of amino acids in plasma were found. Histopathological studies of the kidney and liver reveal damage alterations in both tissues. </I>