The role of SIK2 in endoplasmic reticulum associated degradation

Abstract

Yüksek kalorili diyetler, uzun yaşam süresi ve azalan fiziksel aktivite insanoğlunu son yirmi yılda dünya çapında yaygınlaşan obezite ile karşı karşıya getirdi. Son zamanlarda obezite insan sağlığı için büyük bir tehlike olarak görülmekle birlikte metabolik sendrom ve tip 2 diyabetle yakından ilişkilidir. Yakın zamanda yapılan araştırmalar obezite durumunda enerji metabolizmasını düzenleyen gluconegenez ve lipogenez gibi yolaklarda ciddi aksaklıklar olduğu ortaya çıkmıştır ve SIK2 (tuzla indüklenebilen kinaz 2) bu yolaklar üzerinde özellikle karaciğer hücrelerinde merkezi bir rol oynayan önemli bir kinazdır.Son araştırmalar ER (endoplazmik retikulum) stresinin çevresel insulin direnci, obesite ve tip 2 diyabetin moleküler, hücresel ve sistemsel oluşumlarında önemli bir role sahip olduğunu ileri sürmektedir. Yanlış katlanmış proteinlerin yükü ve katlama kapasitesinin aşılmasıyla ilgili olan ER stresi genellikle obez bireylerin metabolic olarak aktif olan karaciğer ve adipoz dokularında görülür. Hücreler, fazla protein birikmesiyle baş edebilmek için ER İlişkili Yıkım (ERAD) adı verilen uyarlamalı bir hücresel cevabı kullanırlar. Bu çalışmada, SIK2'nin metabolic yolaklar üzerindeki önemli etkisi göz önüne alınarak SIK2'nin ER stresi üzerindeki etkisi, ilk defa, ER sınırlı proteomic (retikulomik) düzeyde incelenmiştir. Hek293FT hücreleri, Thapsigargin (TG) vasıtasıyla ER strese kimyasal olarak tetiklendikten sonra bu hücrelerden ER izolasyonu yapılmış ve ER protein görünümleri stress varlığında ve yokluğunda karşılaştırılmıştır. Sonrasında, Christianson ve arkadaşları tarafından deşifre edilen memelilere ait ERAD bileşenleri muhtemel bir SIK2 fosforilasyon bölgesi için Xu Xue işbirliği ile GPS2.1 programı kullanılarak taranmıştır. VCP güçlü bir fosforilasyon motifi sergilediği için iyi bir aday olarak düşünülmesine ragmen protein düzeyinde TG varlığından ya da SIK2?nin fazla anlatımından etkilenmediği görülmüştür. Öte yandan Calneksin?in protein düzeyi SIK2?nin fazla anlatıldığı durumda ve de ER stress varlığında azaldığı görülmüştür. BiP protein düzeyi TG muamelesinde ciddi ölçüde artarken SIK2?nin fazla anlatıldığı hücrelerde azalmıştır. Keywords: Phthalocyanine; double-decker; side-chain polymer; synthesisHigh caloric diets, prolonged lifespan and reduced physical activity have let the humans to be subjected to the obesity that became epidemic all around the world in past two decades. In recent times obesity is accepted as major threat to the human health and also closely related to the metabolical syndrome and type-2 diabetes. Recent researches have uncovered that in obesity there are detrimental perturbations in pathways regulating energy metabolism such as gluconeogenesis and lipogenesis, SIK2 (salt inducible kinase-2) is the major kinase, which plays a central role over those vital pathways especially in the liver cells. Recent work also proposes that ER (endoplasmic reticulum) stress plays a central role in peripheral insulin resistance, obesity and type-2 diabetes at the molecular, cellular, and organismal levels. ER stress, which is related to overload of folding capacity and to misfolded proteins frequently observed in metabolically active cells at liver and adipose tissues of obese subjects. Cells make use of cellular adaptive response called as ER Associated Degradation (ERAD) in order to cope with synthetic overload in ER. In this work, the role of SIK2 in ER stress was investigated for the first time at ER restricted proteomic level (reticulomic) levels due to the central role of SIK2 in metabolic pathways. After chemically induced ER stress by Thapsigargin (TG) in Hek293FT cells, ER isolation was performed and ER protein profiles of stressed and non-stressed conditions were compared. Next, all mammalian ERAD protein components deciphered by Christianson et al. was searched for candidate SIK2 phosphorylation sites using a modified GPS2.1 in collaboration with Xu Xue. Because VCP displayed strong SIK2 phoshorylation motif it was considered as a good candidate, however VCP level was unaffected either by SIK2 overexpression and TG treatment at protein level. On the other hand, calnexin level was decreased in SIK2 overexpressing cells similar to reduced expression level in response to ER stress induction. BiP expression level has significantly increased in TG treatment whereas its expression was inhibited in SIK2 overexpressing cells.