Differential effects of the lipidic and ionic microenvironment on NPP1's phosphohydrolase and phosphodiesterase activities

Autor(es)

Andrilli, Luiz H. S. ; Sebinelli, Heitor G. ; Cominal, Jucara G. ; Bolean, Mayte ; Hayann, Larwsk ; Millan, Jose Luis ; Ramos, Ana P. ; Ciancaglini, Pietro

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES; v. 1866, n. 4, p. 13-pg., 2024-02-13.

Resumo

Ecto-nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 (NPP1) is an enzyme present in matrix vesicles (MV). NPP1 participates on the regulation of bone formation by producing pyrophosphate (PPi) from adenosine triphosphate (ATP). Here, we have used liposomes bearing dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), sphingomyelin (SM), and cholesterol (Chol) harboring NPP1 to mimic the composition of MV lipid rafts to investigate ionic and lipidic influence on NPP1 activity and mineral propagation. Atomic force microscopy (AFM) revealed that DPPC-liposomes had spherical and smooth surface. The presence of SM and Chol elicited rough and smooth surface, respectively. NPP1 insertion produced protrusions in all the liposome surface. Maximum phosphodiesterase activity emerged at 0.082 M ionic strength, whereas maximum phosphomonohydrolase activity arose at low ionic strength. Phosphoserine-Calcium Phosphate Complex (PS-CPLX) and amorphous calcium -phosphate (ACP) induced mineral propagation in DPPC- and DPPC:SM-liposomes and in DPPC:Chol-liposomes, respectively. Mineral characterization revealed the presence of bands assigned to HAp in the mineral propagated by NPP1 harbored in DPPC-liposomes without nucleators or in DPPC:Chol-liposomes with ACP nucleators. These data show that studying how the ionic and lipidic environment affects NPP1 properties is important, especially for HAp obtained under controlled conditions in vitro. (AU)

• Processo FAPESP: 21/03697-9 - EMU concedido no Projeto Temático 2019/08568-2 - Espectrofotômetro de Bancada com Fibra Óptica UV-RAMAN
• Beneficiário: Pietro Ciancaglini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 22/04885-6 - Investigação do papel de Vesículas Extracelulares (VEs) e Vesículas da Matriz (MVs) na iniciação, propagação, regeneração e controle da mineralização biológica
• Beneficiário: Juçara Gastaldi Cominal
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 21/13140-1 - Estudo da interação de PHOSPHO1 e nSMase2 com membranas modelo: uma possível correlação na secreção de vesículas da matriz
• Beneficiário: Luiz Henrique da Silva Andrilli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/25054-2 - Nanopartículas contendo estrôncio e sua versatilidade na fabricação de biomateriais: implicações e aplicações em biomineralização
• Beneficiário: Ana Paula Ramos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/08568-2 - Investigação do papel de vesículas extracelulares (VEs) na iniciação, propagação, regeneração e modelação da mineralização biológica
• Beneficiário: Pietro Ciancaglini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático