Inhibition of SERCA and PMCA Ca2+-ATPase activities by polyoxotungstates

Abstract

Las ATPasas de calcio de membrana plasmática (PMCA) y las ATPasas de calcio de retículo sarco(endo) (SERCA) son proteínas clave en el mantenimiento de la homeostasis del calcio. En este trabajo comparamos por primera vez la inhibición de las bombas de calcio SERCA y PMCA por varios polioxotungstatos (POTs), concretamente por los aniones fosfotungstato de Wells-Dawson [P2W18O62]6- (intacto, {P2W18}), [P2W17O61]10- (monolacunar, {P2W17}), [P2W15O56]12- (trilacunar, {P2W15}), [H2P2W12O48]12- (hexalacunar, {P2W12}), [H3P2W15V3O62]6- (sustituido por trivanadio, {P2W15V3}) y por el anión tipo Preyssler [NaP5W30O110]14- ({P5W30}). La especiación en las soluciones de los POTs ensayados se investigó mediante espectroscopia RMN 31P y 51V. Los POT ensayados inhibieron la actividad Ca2+-ATPasa de la SERCA, siendo el POT de Preyssler el que mostró el efecto más potente, con un valor IC50 de 0,37 μM. Para {P2W17} y {P2W15V3} se determinaron valores de IC50 más elevados: 0,72 y 0,95 μM, respectivamente. Los POTs estudiados mostraron ser inhibidores más potentes de la actividad Ca2+-ATPasa de la PMCA, con valores de IC50 más bajos para {P2W17}, {P5W30} y {P2W15V3}.

Plasma membrane calcium ATPases (PMCA) and sarco(endo) reticulum calcium ATPases (SERCA) are key proteins in the maintenance of calcium homeostasis. Herein, we compare for the first time the inhibition of SERCA and PMCA calcium pumps by several polyoxotungstates (POTs), namely by Wells-Dawson phosphotungstate anions [P2W18O62]6− (intact, {P2W18}), [P2W17O61]10− (monolacunary, {P2W17}), [P2W15O56]12− (trilacunary, {P2W15}), [H2P2W12O48]12− (hexalacunary, {P2W12}), [H3P2W15V3O62]6− (trivanadium-substituted, {P2W15V3}) and by Preyssler-type anion [NaP5W30O110]14− ({P5W30}). The speciation in the solutions of tested POTs was investigated by 31P and 51V NMR spectroscopy. The tested POTs inhibited SERCA Ca2+-ATPase activity, whereby the Preyssler POT showed the strongest effect, with an IC50 value of 0.37 μM. For {P2W17} and {P2W15V3} higher IC50 values were determined: 0.72 and 0.95 μM, respectively. The studied POTs showed to be more potent inhibitors of PMCA Ca2+-ATPase activity, with lower IC50 values for {P2W17}, {P5W30} and {P2W15V3}.