Búsquedas y caracterización de nuevas asociaciones moleculares de las colas citosólicas de las MT-MMPs

Abstract

Matrix metalloproteinases (MMPs) are involved in a variety of biological processes by their ability of remodelling the extracellular microenvironment, modulating the activity of transmembrane receptors and regulating signaling cascades. Membrane type-MMPs (MT1-, MT2-, MT3- and MT5-MMP) mainly act in pericellular proteolysis but they could also connect to intracellular events through their interaction with cytosolic proteins. We hypothesize that binding of MT-MMP cysolic tails to distinct partners can contribute to their specific functions. In this work, we have identified novel binding proteins of the MT-MMP cytosolic tails, characterized the residues involved in these interactions and explored their possible biological functions. The tyrosine present in the middle region of MT1-MMP cytosolic tail has been shown to be necessary for p130Cas binding and this binding participates in the promotion of myeloid progenitor migration and fusion. MT1-, MT2- and MT3-MMP have been shown to bind the ERM protein moesin; juxtamembrane and middle polybasic regions of MT1-MMP cytosolic tail act as key binding domains for this interaction that may be regulating MT1-MMP localization at the plasma membrane. Finally, ZO-1 has been identified as a differentially associated protein of MT-MMPs; MT2-, MT3- and MT5-MMP are able to bind ZO-1 in contrast to MT1-MMP. Essential residues in the PDZ binding motif responsible for this different association pattern have also been identified. We have also observed that MT2-MMP colocalizes with ZO-1 in MT2-MMP stably transfected MDCK cells and that MT2-MMP expression affects F-actin polarization in these epithelial cells. In summary, this work identifies three actin-linker proteins as new molecular partners differentially associated with MT-MMPs; this differential association may contribute to MTMMP specific functions in diverse pathophysiological scenarios. [RESUMEN] Las metaloproteinasas de matriz (MMPs) están implicadas en varios procesos biológicos por su capacidad de remodelar el microambiente extracelular, modular la actividad de los receptores transmembrana y regular las cascadas de señalización celular. Las MMPs de membrana (MT1-, MT2-, MT3- y MT5-MMP) actúan principalmente en la proteolisis pericelular pero pueden además participar en los eventos intracelulares a través de su interacción con proteínas citosólicas. Nuestra hipótesis es que la interacción de las colas citosólicas de las MT-MMP a distintas proteínas puede contribuir a sus funciones específicas. En este trabajo hemos identificado nuevas proteínas que interaccionan con las colas citosólicas de las MT-MMPs, caracterizándose los residuos implicados en estas interacciones y explorándose sus posibles funciones biológicas. Se ha demostrado que la tirosina presente en la región central de la cola citosólica de MT1-MMP es necesaria para la unión de p130Cas y esta unión participa en la migración y fusión de los progenitores mieloides. Se ha detectado la unión de MT1-, MT2- y MT3-MMP a la proteína ERM moesina; las regiones polibásicas yuxtamembranal y central de la cola citosólica de MT1-MMP actúan como dominios clave y pueden regular la localización de MT1-MMP en la membrana plasmática. Finalmente, ZO-1 ha sido identificada como una proteína diferencialmente asociada a las MT-MMPs; MT2-, MT3- y MT5-MMP son capaces de interaccionar con ZO-1 al contrario que MT1-MMP. Los residuos en el motivo de unión a dominios PDZ responsables de este diferente patrón de asociación han sido también identificados. Además, hemos observado que MT2-MMP colocaliza con ZO-1 en células MDCK transfectadas establemente con MT2-MMP y que la expresión de MT2-MMP afecta la polarización de F-actina en estas células epiteliales. En resumen, en este trabajo se han identificado tres proteínas de unión a actina como nuevas proteínas asociadas diferencialmente a las MT-MMPs; esta asociación diferencial puede contribuir a las funciones específicas de las MT-MMP en distintos escenarios fisiopatológicos.