Implicaciones funcionales de la fosforilación de STIM1 mediada por ERK1/2: control de rutas de señalización y migración celular

Abstract

STIM1 es una proteína del retículo endoplasmático (RE) que funciona como sensor de la concentración de calcio (Ca2+) dentro del RE. Tras la depleción de los depósitos intracelulares, STIM1 se transloca a regiones cercanas a la membrana plasmática (MP), donde activa entrada de Ca2+ operada por depósitos (SOCE, storeoperated Ca2+ entry). Para la completa activación de STIM1 es necesaria su fosforilación en sitios dianas de ERK1/2 (Ser575, Ser608 y Ser621). Esta fosforilación de la proteína determina su cinética de multimerización y es necesaria para la disociación entre STIM1 y EB1. Además, IGF-1 induce la fosforilación de STIM1en los residuos citados y su multimerización y la sobre-expresión de STIM1-S575A/S608A/S621A-GFP reduce esta multimerización significativamente. IGF-1 induce además la disociación de STIM1-EB1 y activa la translocación nuclear de NFAT, que se bloquea con la sobre-expresión de STIM1-3A y de la proteína de fusión STIM1-EB1, confirmando que tanto la fosforilación de STIM1 como su disociación de EB1 son necesarias para la activación de la proteína. SOCE regula la migración celular y la fosforilación de STIM1 es determinante en este proceso. Hemos visto además que fosfo-STIM1 se localiza en ruffles de membrana y modula la dinámica de los ruffles de MP, de manera que STIM-3A reduce la migración, incrementando el número y tamaño de adhesiones cocales y ralentizando la dinámica de los ruffles de membrana. Estos resultados sugieren que la entrada de Ca2+ a través de canales SOC regula la cinética de cortactina y que en este proceso es determinante la fosforilación de STIM1 en sitios diana de ERK1/2.

STIM1 is an endoplasmic reticulum protein that serves as a Ca2+ sensor within the endoplasmic reticulum (ER). Under activation of Ca2+ release from the ER, STIM1 translocates to plasma membrane-ER junctions where it activates plasma membrane Ca2+ channels and the Ca2+ influx pathway termed store-operated Ca2+ entry (SOCE). To become fully activated STIM1 is phosphorylated at ERK1/2 target sites (Ser575, Ser608, and Ser621). This phosphorylation is related with STIM1 activation and is required for the dissociation from the end-binding protein 1 (EB1). Furthemore, IGF-1 triggers STIM1 phosphorylation in the aforementioned residues. IGF-1 activates also STIM1-EB1 dissociation and induces NFAT translocation, that is delayed with STIM1- 3A or STIM1-EB1 tandem protein over-expression, confirming that both STIM1 phosphorylation and STIM1-EB1 dissociation are required for fully STIM1 activation. SOCE regulates cell migration and STIM1 phosphorylation is related to this process. We show here that intracellular distribution of phospho-STIM1 is mainly localized in membrane ruffles and STIM1-3A delays cell migration, increases the number and size of focal adhesions and slows down membrane ruffling dynamics. These results suggest that Ca2+ entry through SOC channels regulates cortactin dynamics and that STIM1 phosphorylation at ERK1/2 target sites is necessary for this process.