Human mitochondrial pyruvate carrier 2 as an autonomous membrane transporter

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Krishna Nagampalli, Raghavendra Sashi ^[1] ; Neciosup Quesnay, Jose Edwin ^[1] ; Adamoski, Douglas ^[1] ; Islam, Zeyaul ^[1] ; Birch, James ^{[2, 3]} ; Sebinelli, Heitor Gobbi ^[4] ; Bruno Moreira Girard, Richard Marcel ^[5] ; Rodrigues Ascencao, Carolline Fernanda ^[1] ; Fala, Angela Maria ^{[1, 6]} ; Pauletti, Bianca Alves ^[1] ; Consonni, Silvio Roberto ^{[7, 1]} ; de Oliveira, Juliana Ferreira ^[1] ; Teixeira Silva, Amanda Cristina ^[1] ; Franchini, Kleber Gomes ^[1] ; Paes Leme, Adriana Franco ^[1] ; Silber, Ariel Mariano ^[5] ; Ciancaglini, Pietro ^[4] ; Moraes, Isabel ^{[2, 3, 8]} ; Gomes Dias, Sandra Martha ^[1] ; Berteli Ambrosio, Andre Luis ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Ctr Nacl Pesquisa Energia & Mat, Lab Nacl Biociencias, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil

^[2] Harwell Sci & Innovat Campus, Membrane Prot Lab, Diamond Light Source, Didcot OX11 0DE, Oxon - England

^[3] Rutherford Appleton Lab, Res Complex Harwell, Didcot OX11 0FA, Oxon - England

^[4] Univ Sao Paulo, Fac Filosofia Ciencias & Letras Ribeirao Pret, Dept Quim, BR-14040901 Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[5] Univ Sao Paulo, Inst Ciencias Biomed, Dept Parasitol, Lab Biochem Tryps LaBTryps, BR-05508000 Sao Paulo, SP - Brazil

^[6] Univ Estadual Campinas, SGC, BR-13083886 Campinas, SP - Brazil

^[7] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Dept Bioquim & Biol Tecidual, BR-13083862 Campinas, SP - Brazil

^[8] Natl Phys Lab, Teddington TW11 0LW, Middx - England

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 8, FEB 22 2018.
• Citações Web of Science: 6

Resumo

The active transport of glycolytic pyruvate across the inner mitochondrial membrane is thought to involve two mitochondrial pyruvate carrier subunits, MPC1 and MPC2, assembled as a 150 kDa heterotypic oligomer. Here, the recombinant production of human MPC through a co-expression strategy is first described; however, substantial complex formation was not observed, and predominantly individual subunits were purified. In contrast to MPC1, which co-purifies with a host chaperone, we demonstrated that MPC2 homo-oligomers promote efficient pyruvate transport into proteoliposomes. The derived functional requirements and kinetic features of MPC2 resemble those previously demonstrated for MPC in the literature. Distinctly, chemical inhibition of transport is observed only for a thiazolidinedione derivative. The autonomous transport role for MPC2 is validated in cells when the ectopic expression of human MPC2 in yeast lacking endogenous MPC stimulated growth and increased oxygen consumption. Multiple oligomeric species of MPC2 across mitochondrial isolates, purified protein and artificial lipid bilayers suggest functional high-order complexes. Significant changes in the secondary structure content of MPC2, as probed by synchrotron radiation circular dichroism, further supports the interaction between the protein and ligands. Our results provide the initial framework for the independent role of MPC2 in homeostasis and diseases related to dysregulated pyruvate metabolism. (AU)

• Processo FAPESP: 17/02391-8 - Determinação da estrutura tridimensional de MPC2 humano por cristalografia de proteínas - uma visão mecanística do transporte mitocondrial de piruvato
• Beneficiário: Raghavendra Sashi Krishna Nagampalli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/20673-2 - Estudos biofísicos e bioquímicos do complexo carreador de piruvato mitocondrial e da enzima glutaminase em complexo com novos parceiros
• Beneficiário: Andre Luis Berteli Ambrosio
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/06034-2 - O papel biológico de aminoácidos e seus metabólitos derivados em Trypanosoma cruzi
• Beneficiário: Ariel Mariano Silber
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 15/02734-7 - Estudos funcionais e estruturais de quatro homólogos recombinantes do complexo carreador mitocondrial de piruvato
• Beneficiário: José Edwin Neciosup Quesñay
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 15/25832-4 - Controle genético e epigenético comandado pelo metabolismo celular
• Beneficiário: Sandra Martha Gomes Dias
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/17820-3 - Regulação pós-transcricional da enzima glutaminase por HuR e sua relação com os altos níveis glutaminolíticos tumorais
• Beneficiário: Douglas Adamoski Meira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 14/12663-7 - Estudos biofísicos e bioquímicos das glutaminases de humanos em complexo com novos parceiros de interação
• Beneficiário: Zeyaul Islam
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/06954-9 - Estudos biofísicos, incluindo determinação da estrutura cristalográfica, do complexo Carreador de Piruvato Mitocondrial (MPC)
• Beneficiário: Raghavendra Sashi Krishna Nagampalli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado