Effects of Protein Kinase G on Phospholipase D Activity of Human Neutrophils

Phospholipase D (PLD) plays an important role as a signaling molecule in the activation of neutrophils. In this study, effect of nitric oxide (NO) and cGMP on the activation of PLD in human neutrophils was investigated. Sodium nitroprusside (SNP), an agent to produce NO spontaneously in cells, alone increased PLD activity and the maximal activation was obtained with 0.5 mM SNP. Dibutyryl-cAMP, an agent to increase an intracellular cAMP concentration inhibited formyl-Met-Leu-Phe (fMLP)-stimulated PLD activity but 8-bromo-cGMP (300 $\mu$M), an agent to increase an intracellular cGMP concentration did not affect basal and fMLP-stimulated PLD activity. NO-induced activation of PLD was not blocked by KT 5823, an inhibitor of cGMP-dependent protein kinase (PKG), suggesting that NO-induced PLD activation is not mediated by cGMP. NO also stimulated p38 mitogen activated protein kinase (MAPK) in human neutrophils, indicated by increased phosphorylation of p38 MAPK in Western blotting. NO-induced phosphorylation of p38 MAPK was not inhibited by KT 5823 or n-butanol. RhoA, an regulatory factor of PLD activation was trans-located from cytosolic fraction to plasma membranes by fMLP or phorbol ester, and fMLP-stimulated but not phorbol ester-stimulated translocation of RhoA was inhibited by cGMP. These results suggest that NO stimulates PLD activity through other unidentified facto.(s) than cGMP even though cGMP inhibits the artivation of RhoA.

호중구에서 phospholipase D의 활성에 대한 protein kinase G의 영향

Phosphipase D(PLD)는 호중구의 활성에서 중요한 신호전달 인자로 작용한다. 본 연구에서는 호중구에서 PLD의 활성화에 대한 nitric oxide(NO)와 cGMP의 영향을 조사하였다. 세포 내 NO의 생성을 증가시키는 물질인 sodium nitroprusside (SNP)를 단독으로 처리하였을 때 SNP를 처리하지 않은 세포에 비교하여 PLD 활성은 0.5 mM 농도에서 2배 이상 증가하였다. 세포 내 cAMP의 농도를 증가시키는 물질인 dibutyryl-cAMP를 처리하였을 때 formyl-Met-Leu-Phe(fMLP)에 의한 PLD활성은 억제되었으나 cGMP를 증가시키는 물질인 8-bromo-cGMP(300 $\mu$M)를 단독으로나 fMLP와 같이 처리하였을 때 PLD의 활성은 큰 영향이 없었다. NO에 의한 PLD의 활성은 cGMP-의존형 인산화 효소인 protein kinase G(PKG)의 억제제인 KT 5823에 의하여 억제되지 않았는데 이러한 결과는 PKG 이외의 경로를 통하여 일어남을 제시한다. NO를 처리한 호중구에서 p38 mitogen activated protein kinase(MAPK)가 활성화되어 인산화된 p38 MAPK가 Western blot에서 증가되었다. NO에 의한 p38 MAPK의 인산화는 KT 5823에 의하여 억제되지 않았고 PLD 억제제인 n-butanol에 의하여도 영향을 받지 않았다. PLD 활성의 인자인 RhoA는 fMLP나 phorbol myristate acetate(PMA)의 자극에 의하여 세포질로부터 세포막으로 전이가 되었으나 cGMP의 전처리에 의하여 fMLP에 의한 RhoA의 전이는 억제되었으나 PMA에 의한 전이는 영향을 받지 않았다. 이들 결과들은 호중구 내 증가된 cGMP가 RhoA를 억제하였으나 세포 내 증가된 NO는 cGMP 이외의 인자를 통하여 PLD의 활성화를 일으킨다는 것을 제시하고 있다.