Expression and functional role of MAP kinase phosphatases 1 and 3 (MKP-1 y MKP-3) in Leydig cells

MKP-3 es una enzima inducible sólo por estímulos proliferativos quedesfosforila específicamente a ERK1/2. En cambio MKP-1 desfosforila diferentes MAPKs y se induce por diversos tipos de estímulos. En este trabajo se analizaronaspectos regulatorios y funcionales de ambas enzimas en células de Leydig MA-10bajo la estimulación del receptor de LH (RLH) con hCG o en presencia del derivado delsegundo mensajero correspondiente, 8Br-AMPc. Este estudio pone en evidencia, por primera vez, que la activación del RLHregula la expresión de MKP-3. hCG y 8Br-AMPc aumentan los niveles de MKP-3activando la expresión génica por eventos dependientes e independientes de ERK1/2 ypromoviendo modificaciones post-traduccionales que estabilizan la proteína. Sedemostró que la activación del RLH conduce a la inducción p21, un inhibidor de laproliferación, y que este efecto es dependiente de MKP-3. Respecto de la enzima nuclear MKP-1, se determinó que el AMPc regula suestabilidad por múltiples fosforilaciones, involucrando la fosforilación por ERK1/2 ensitios consenso relacionados con la estabilidad (S359 y S364) y con la inestabilidad (S296 y S323) de la proteína. Se demostró que la inducción del factor detranscripción NUR77 por 8Br-AMPc, factor que participa en expresión de genescruciales para la esteroidogénesis, es dependiente de ERK1/2 y se determinó que MKP-1 y sus modificaciones post-traduccionales impactan en la inducción de NUR77por 8Br-AMPc. Se concluye que la inducción de MKP-1 y MKP-3 por estimulación del RLHmodula las acciones de LH sobre la esteroidogénesis y la proliferación de las células de Leydig. MKP-3 is an enzyme inducible only by proliferative stimuli and involvedspecifically in ERK1/2 dephosphorylation. In contrast, MKP-1 is an enzyme inducibleby different stimuli and able to dephosphorylate different MAPKs. This work analyzesregulatory and functional aspects of both phosphatases in MA-10 Leydig cells underthe stimulation of the luteinizing hormone receptor (LHR) with human chorionicgonadotropin hormone (hCG) or a permeable derivative of the corresponding secondmessenger (8Br-cAMP). The present study demonstrates, for the first time, the expression of MKP-3 bythe activation of LHR. hCG and cAMP increase MKP-3 levels by activating geneexpression –through ERK1/2-dependent and independent events- and promoting posttranslationalmodifications that increase protein stabilization. This work alsodemonstrates that the activation of LHR leads to the induction of p21, an inhibitor ofcell proliferation, by a mechanism involving MKP-3 expression. Regarding the nuclear enzyme MKP-1, this work shows that cAMP regulates MKP-1 half life by ERK1/2-mediated phosphorylation in sites involved in proteinstabilization (S359 and S364) and destabilization (S259 and S263). It is alsoestablished that transcription factor NUR77, whose action is essential for theexpression of crucial steroidogenic genes, is cAMP-induced by an ERK-dependentmechanism. In line with this finding, this study also demonstrates that MKP-1 and itspost-translational modifications impact on MKP-3 expression. It is concluded that the induction of MKP-1 and MKP-3 by LHR activationmodulates LH actions on steroidogenesis and proliferation of Leydig cells. Fil: Mori Sequeiros Garcia, María de las Mercedes. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.