Regulación de la estructura-función de ß-catenina y p120-catenina: dos proteínas asociadas a las uniones adherentes

Abstract

Beta-Catenina y p120-catenina juegan un papel muy importante en el establecimiento y en la regulación de las uniones adherentes. Beta-catenina interacciona E-cadherina y, a través de alfa-catenina, con el citoesqueleto de actina. Además, p120-catenina también interacciona con E-cadherina, regulando su función y estabilidad. Por otra parte p120-catenin también interacciona con la GTPasa RhoA.<br/>Beta-catenina se compone de tres dominios: un dominio central, dominio armadillo, y dos extremos terminales. El extremo C-terminal interacciona con el dominio del armadillo y limita la capacidad de beta-catenina de interaccionar con E-cadherina y otros cofactores. Los dos extremos de beta-catenina se regulan mútuamente ya que el extremo C-terminal es necesario para la interacción del extremo N-terminal, con el dominio del armadillo. Por otra parte, el extremo N-terminal limita la interacción del extremo C-terminal con el dominio armadillo central. De esta manera la delección de cualquiera de los dos extremos terminales, tiene consecuencias para la interacción de diferentes factores con el dominio armadillo: la delección del extremo C-terminal incrementa la unión a alfa-catenina, mientras que la delección del extremo amino terminal, bloquea la interacción de E-cadherina con el dominio armadillo. Como consecuencia de esta interdependencia de los extremos terminales, la interacción de alfa-catenina y E-cadherina con beta-catenina es interdependiente. Nuestros resultados indican que diferentes cofactores de beta-catenina se unen coordinadamente a dicha proteína, e indicamos también, como ambos extremos terminales de beta-catenina modulan la unión intermolecular con los complejos de adhesión.<br/>En la segunda parte de este estudio hemos caracterizado la interacción de RhoA con p120-catenina, interacción que implica el extremo N-terminal de p120-catenina. Esta interacción está regulada por fosforilación en tirosinas de p120-catenina. Sin embargo, dos tirosina quinasas ejercen efectos contrarios: mientras Src estimula la unión de ambas proteínas, Fyn la inhibe por completo. Este efecto negativo de Fyn es implica la fosforilación de la tirosina 112 de p120-catenina. Por el contrario, la fosforilación de la tirosina 217 y 228 aumentan la unión de p120-catenina a RhoA. Además, p120-catenina inhibe la actividad de RhoA, bloqueando el intercambio de GDP por GTP. De este modo hemos comprobado que, la sobreexpresión de p120-catenina induce la acumulación de RhoA inactivo, la inactivación de la actividad NF-kB y la aparición del fenotipo "branching"

Beta-catenin and p120-catenin play a central role in the establishment and regulation of adherens junctions. Beta-catenin interacts with E-cadherin and, through alpha-catenin, with the actin cytoskeleton. Furthermore p120-catenin interacts with E-cadherin too regulating E-cadherin function and stability. Moreover p120-catenin also binds to the small GTPase RhoA.<br/>Beta-Catenin is composed of three domains: a central armadillo repeat domain and two N- and C-terminal tails. The C-tail interacts with the armadillo domain and limits its ability to bind E-cadherin and other cofactors. The two beta-catenin tails are mutually inter-regulated because the C-tail is also necessary for binding of the N-tail to the armadillo domain. Moreover, the N-tail restricts the interaction of the C-tail with the central domain. Depletion of either of the two tails has consequences for the binding of factors at the other end: deletion of the C-tail increases alpha-catenin binding, whereas deletion of the N-tail blocks E-cadherin interaction to the armadillo repeats. As an effect of the interconnection of the tails, the association of alpha-catenin and E-cadherin to beta-catenin is interdependent. Thus, binding of alpha-catenin to the N-tail, through conformational changes that affect the C-tail, facilitates the association of E-cadherin. These results indicate that different cofactors of beta-catenin bind coordinately to this protein and indicate how the two terminal ends of beta-catenin exquisitely modulate intermolecular binding within junctional complexes.<br/>In the second chapter of this study, we have characterized the RhoA binding domain within p120-catenin which lies on the N-terminal p120 regulatory domain. We show here that binding of RhoA to p120-catenin is controlled by tyrosine phosphorylation of p120-catenin. Two tyrosine kinases exert contrary effects: whereas Src stimulates p120-catenin-RhoA association, Fyn completely inhibits it. This negative effect of Fyn is dependent on the modification of p120-catenin Tyr112 located on the regulatory domain of p120-catenin. By contrast, phosphorylation of Tyr217 and Tyr228 up regulates the binding of p120-catenin to RhoA. p120-catenin behaves as an inhibitor of RhoA activity since it blocks exchange of GDP by GTP in vitro. p120-catenin over expression in cell lines promotes the accumulation of inactive Rho, the inactivation of NF?B activity and the appearance of a characteristic "branching" phenotype. All these actions are not observed when a mutant mimicking Tyr112 phosphorylation was transfected, indicating that they are a consequence of the direct interaction between p120-catenin and RhoA.