Kim, Han Sang;Kim, Su-Jin;Bae, Jinhyung;Wang, Yiyi;Park, Sun Young;Min, Young Sil;Je, Hyun Dong;Sohn, Uy Dong
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제20권6호
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pp.595-603
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2016
Ribosomal S6 kinase is a family of serine/threonine protein kinases involved in the regulation of cell viability. There are two subfamilies of ribosomal s6 kinase, (p90rsk, p70rsk). Especially, p90rsk is known to be an important downstream kinase of p44/42 MAPK. We investigated the role of p90rsk on ethanol-induced cell proliferation of HepG2 cells. HepG2 cells were treated with 10~50 mM of ethanol with or without ERK and p90rsk inhibitors. Cell viability was measured by MTT assay. The expression of pERK1, NHE1 was measured by Western blots. The phosphorylation of p90rsk was measured by ELISA kits. The expression of Bcl-2 was measured by qRT-PCR. When the cells were treated with 10~30 mM of ethanol for 24 hour, it showed significant increase in cell viability versus control group. Besides, 10~30 mM of ethanol induced increased expression of pERK1, p-p90rsk, NHE1 and Bcl-2. Moreover treatment of p90rsk inhibitor attenuated the ethanol-induced increase in cell viability and NHE1 and Bcl-2 expression. In summary, these results suggest that p90rsk, a downstream kinase of ERK, plays a stimulatory role on ethanol-induced hepatocellular carcinoma progression by activating anti-apoptotic factor Bcl-2 and NHE1 known to regulate cell survival.
The actin cytoskeleton plays a key role in the entry of mitosis as well as in cytokinesis. In a previous study, we showed that actin disruption delays mitotic entry at G2/M by sustained activation of extracellular signal-related kinase 1/2 (ERK1/2) in primary cells but not in transformed cancer cell lines. Here, we examined the mechanism of cell cycle delay at G2/M by actin dysfunction in IMR-90 normal human fibroblasts. We observed that de-polymerization of actin with cytochalasin D (CD) constitutively activated ribosomal S6 kinase (RSK) and induced inhibitory phosphorylation of Cdc2 (Tyr 15) in IMR-90 cells. In the presence of an actin defect in IMR-90 cells, activating phosphorylation of Wee1 kinase (Ser 642) and inhibitory phosphorylation of Cdc25C (Ser 216) was also maintained. However, when kinase-dead RSK (DN-RSK) was overexpressed, we observed sustained activation of ERK1/2, but no delay in the G2/M transition, demonstrating that RSK functions downstream of ERK in cell cycle delay by actin dysfunction. In DN-RSK overexpressing IMR-90 cells treated with CD, phosphorylation of Cdc25C (Ser 216) was blocked and phosphorylation of Cdc2 (Tyr 15) was decreased, but the phosphorylation of Wee1 (Ser 642) was maintained, demonstrating that RSK directly controls phosphorylation of Cdc25C (Ser 216), but not the activity of Wee1. These results strongly suggest that actin dysfunction in primary cells activates ERK1/2 to inhibit Cdc2, delaying the cell cycle at G2/M by activating downstream RSK, which phosphorylates and blocks Cdc25C, and by directly activating Wee1.
RalBP1 associated EPS domain containing 1 (REPS1) is conserved from Drosophila to humans and implicated in the endocytic system. However, an exact role of REPS1 remains largely unknown. Here, we demonstrated that mitogen activated protein kinase kinase (MEK)-p90 ribosomal S6 Kinase (RSK) signaling pathway directly phosphorylated REPS1 at Ser709 upon stimulation by epidermal growth factor (EGF) and amino acid. While REPS2 is known to be involved in the endocytosis of EGF receptor (EGFR), REPS1 knockout (KO) cells did not show any defect in the endocytosis of EGFR. However, in the REPS1 KO cells and the KO cells reconstituted with a non-phosphorylatable REPS1 (REPS1 S709A), the recycling of transferrin receptor (TfR) was attenuated compared to the cells reconstituted with wild type REPS1. Collectively, we suggested that the phosphorylation of REPS1 at S709 by RSK may have a role of the trafficking of TfR.
Jin, Yujin;Huynh, Diem Thi Ngoc;Kang, Keon Wook;Myung, Chang-Seon;Heo, Kyung-Sun
BMB Reports
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제52권12호
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pp.706-711
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2019
Cisplatin (Cis-DDP) is one of the most widely used anti-cancer drugs. It is applicable to many types of cancer, including lung, bladder, and breast cancer. However, its use is now limited because of drug resistance. p90 ribosomal S6 kinase (p90RSK) is one of the downstream effectors in the extracellular signal-regulated protein kinases 1 and 2 (ERK1/2) pathway and high expression of p90RSK is observed in human breast cancer tissues. Therefore, we investigated the role of p90RSK in the Cis-DDP resistance-related signaling pathway and epithelial-mesenchymal transition (EMT) in breast cancer cells. First, we discovered that MDA-MB-231 cells exhibited more Cis-DDP resistance than other breast cancer cells, including MCF-7 and BT549 cells. Cis-DDP increased p90RSK activation, whereas the inactivation of p90RSK using a small interfering RNA (siRNA) or dominant-negative kinase mutant plasmid overexpression significantly reduced Cis-DDP-induced cell proliferation and migration via the inhibition of matrix metallopeptidase (MMP)2 and MMP9 in MDA-MB-231 cells. In addition, p90RSK activation was involved in EMT via the upregulation of mRNA expression, including that of Snail, Twist, ZEB1, N-cadherin, and vimentin. We also investigated NF-κB, the upstream regulator of EMT markers, and discovered that Cis-DDP treatment led to NF-κB translocation in the nucleus as well as its promoter activity. Our results suggest that targeting p90RSK would be a good strategy to increase Cis-DDP sensitivity in triple-negative breast cancers.
The $Na^+/H^+$ exchanger-1 (NHE-1) is a ubiquitously expressed pH-regulatory membrane protein that functions in the brain, heart, and other organs. It is increased by intracellular acidosis through the interaction of intracellular $H^+$ with an allosteric modifier site in the transport domain. In the previous study, we reported that glutamate-induced NHE-1 phosphorylation mediated by activation of protein kinase C-${\beta}$ (PKC-${\beta}$) in cultured neuron cells via extracellular signal-regulated kinases (ERK)/p90 ribosomal s6 kinases (p90RSK) pathway results in NHE-1 activation. However, whether glutamate stimulates NHE-1 activity solely by the allosteric mechanism remains elusive. Cultured primary cortical neuronal cells were subjected to intracellular acidosis by exposure to $100{\mu}M$ glutamate or 20 mM $NH_4Cl$. After the desired duration of intracellular acidosis, the phosphorylation and activation of PKC-${\beta}$, ERK1/2 and p90RSK were determined by Western blotting. We investigated whether the duration of intracellular acidosis is controlled by glutamate exposure time. The NHE-1 activation increased while intracellular acidosis sustained for >3 min. To determine if sustained intracellular acidosis induced NHE-1 phosphorylation, we examined phosphorylation of NHE-1 induced by intracellular acidosis by transient exposure to $NH_4Cl$. Sustained intracellular acidosis led to activation and phosphorylation of NHE-1. In addition, sustained intracellular acidosis also activated the PKC-${\beta}$, ERK1/2, and p90RSK in neuronal cells. We conclude that glutamate stimulates NHE-1 activity through sustained intracellular acidosis, which mediates NHE-1 phosphorylation regulated by PKC-${\beta}$/ERK1/2/p90RSK pathway in neuronal cells.
Kim, Tae-Sung;Kim, Hag Dong;Park, Yong Jun;Kong, EunBin;Yang, Hee Woong;Jung, Youjin;Kim, YongJoong;Kim, Joon
BMB Reports
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제52권8호
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pp.502-507
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2019
Translation is a costly, but inevitable, cell maintenance process. To reduce unnecessary ATP consumption in cells, a fine-tuning mechanism is needed for both ribosome biogenesis and translation. Previous studies have suggested that the ribosome functions as a hub for many cellular signals such as ribotoxic stress response, mammalian target of rapamycin (mTOR), and ribosomal S6 kinase (RSK) signaling. Therefore, we investigated the relationship between ribosomes and mitogen-activated protein kinase (MAPK) activation under ribotoxic stress conditions and found that the activation of c-Jun N-terminal kinases (JNKs) was suppressed by ribosomal protein knockdown but that of p38 was not. In addition, we found that JNK activation is driven by the association of inactive JNK in the 80S monosomes rather than the polysomes. Overall, these data suggest that the activation of JNKs by ribotoxic stress is attributable to 80S monosomes. These 80S monosomes are active ribosomes that are ready to initiate protein translation, rather than polysomes that are already acting ribosomes involved in translation elongation.
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