The Acyl-CoA-binding domain-containing protein (ACBD3) plays multiple roles across the cell. Although generally associated with the Golgi apparatus, it operates also in mitochondria. In steroidogenic cells, ACBD3 is an important part of a multiprotein complex transporting cholesterol into mitochondria. Balance in mitochondrial cholesterol is essential for proper mitochondrial protein biosynthesis, among others. We generated ACBD3 knock-out (ACBD3-KO) HEK293 and HeLa cells and characterized the impact of protein absence on mitochondria, Golgi, and lipid profile. In ACBD3-KO cells, cholesterol level and mitochondrial structure and functions are not altered, demonstrating that an alternative pathway of cholesterol transport into mitochondria exists. However, ACBD3-KO cells exhibit enlarged Golgi area with absence of stacks and ribbon-like formation, confirming the importance of ACBD3 in Golgi stacking. The glycosylation of the LAMP2 glycoprotein was not affected by the altered Golgi structure. Moreover, decreased sphingomyelins together with normal ceramides and sphingomyelin synthase activity reveal the importance of ACBD3 in ceramide transport from ER to Golgi.
- MeSH
- adaptorové proteiny signální transdukční metabolismus MeSH
- biologický transport fyziologie MeSH
- ceramidy metabolismus MeSH
- cholesterol metabolismus MeSH
- glykosylace MeSH
- Golgiho aparát metabolismus MeSH
- HEK293 buňky MeSH
- HeLa buňky MeSH
- lidé MeSH
- membránové proteiny metabolismus MeSH
- membránový protein 2 asociovaný s lyzozomy metabolismus MeSH
- mitochondrie metabolismus MeSH
- signální transdukce fyziologie MeSH
- transferasy pro jiné substituované fosfátové skupiny metabolismus MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
The mitochondrial respiratory chain (MRC) complex III (CIII) associates with complexes I and IV (CI and CIV) into supercomplexes. We identified a novel homozygous missense mutation (c.665G>C; p.Gly222Ala) in UQCRC2 coding for structural subunit Core 2 in a patient with severe encephalomyopathy. The structural data suggest that the Gly222Ala exchange might result in an altered spatial arrangement in part of the UQCRC2 subunit, which could impact specific protein-protein interactions. Accordingly, we have found decreased levels of CIII and accumulation of CIII-specific subassemblies comprising MT-CYB, UQCRB, UQCRQ, UQCR10 and CYC1 subunits, but devoid of UQCRC1, UQCRC2, and UQCRFS1 in the patient's fibroblasts. The lack of UQCRC1 subunit-containing subassemblies could result from an impaired interaction with mutant UQCRC2Gly222Ala and subsequent degradation of both subunits by mitochondrial proteases. Indeed, we show an elevated amount of matrix CLPP protease, suggesting the activation of the mitochondrial protein quality control machinery in UQCRC2Gly222Ala fibroblasts. In line with growing evidence, we observed a rate-limiting character of CIII availability for the supercomplex formation, accompanied by a diminished amount of CI. Furthermore, we found impaired electron flux between CI and CIII in skeletal muscle and fibroblasts of the UQCRC2Gly222Ala patient. The ectopic expression of wild-type UQCRC2 in patient cells rescued maximal respiration rate, demonstrating the deleterious effect of the mutation on MRC. Our study expands the phenotypic spectrum of human disease caused by CIII Core protein deficiency, provides insight into the assembly pathway of human CIII, and supports the requirement of assembled CIII for a proper accumulation of CI.
- MeSH
- fibroblasty patologie MeSH
- homozygot MeSH
- kosterní svaly patologie MeSH
- lidé MeSH
- missense mutace genetika MeSH
- mitochondriální encefalomyopatie genetika MeSH
- mitochondriální proteiny genetika MeSH
- mitochondrie genetika MeSH
- respirační komplex III genetika MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Huntingtonova choroba (HD) je autozomálně dominantní neurodegenerativní onemocnění způsobené zvýšením počtu polyglutaminových repetic (> 35 repetic) v genu pro protein huntingtin. HD je charakteristická pomalými progresivními změnami pohybového aparátu a osobnosti, kdy tyto změny jsou často doprovázeny ztrátou tělesné hmotnosti. Do dnešního dne není znám přesný mechanizmus patofyziologie choroby. Poruchy pohybových funkcí reflektují masivní poškození specifických částí mozku (striatum), které bylo popsáno u pacientů s HD. V roce 2013 Sbodio et al [1] popsali zvýšené množství proteinu Acyl‑CoA binding domain containing 3 (ACBD3) ve striatu HD pacientů. Protein ACBD3 hraje nezastupitelnou roli v mnoha buněčných procesech, a to především díky interakci s různými vazebnými partnery. ACBD3 je esenciální při neuronálním dělení, neurodegeneraci, udržení lipidové homeostáze, stresové odpovědi, virové replikaci, apoptóze, udržení struktury golgiho komplexu. V této práci jsme prokázali nepřítomnost proteinu ACBD3 v mitochondriích v lidských kožních fibroblastech a navíc jsme potvrdili, že změny celkové hladiny proteinu ACBD3 ve fibroblastech HD pacientů nejsou konzistentní.
Huntington's disease (HD) is an autosomal‑dominant neurodegenerative disease caused by the expansion of polyglutamine repeats (> 35 repeats) in the nuclear gene for the huntingtin protein. HD is characterized by slow progressive changes in motor behaviour and personality that are sometimes accompanied by weight loss. To date, the exact mechanisms of HD pathophysiology have not been defined. Impaired motor behaviour reflecting massive and selective destruction of the striatum has been observed in patients with HD. Sbodio et al. [1] reported in 2013 that Acyl‑CoA binding domain containing 3 (ACBD3) protein levels were elevated in the striatum of HD patients and connected with higher neurotoxicity in HD. The ACBD3 protein plays essential roles in many different cellular functions via interactions with a multitude of partners. ACBD3 is involved in neuronal stem cell self‑renewal, neurodegeneration, lipid homeostasis, stress resistance, intracellular vesicle trafficking, organelle maintenance, viral replication and the apoptotic response. Herein, we found that ACBD3 in not present in the mitochondria in skin fibroblasts. Moreover, our findings also revealed that the total cellular level of ACBD3 is not consistent among the fibroblasts of HD patients.
- Klíčová slova
- lidské kožní fibroblasty, Acyl-CoA binding domain containing 3 protein,
- MeSH
- adaptorové proteiny signální transdukční * fyziologie metabolismus MeSH
- buněčné linie metabolismus MeSH
- dospělí MeSH
- fibroblasty metabolismus MeSH
- frakcionace buněk MeSH
- heterozygot MeSH
- Huntingtonova nemoc * metabolismus MeSH
- imunohistochemie MeSH
- kůže * metabolismus patologie MeSH
- lidé MeSH
- membránové proteiny * fyziologie metabolismus MeSH
- studie případů a kontrol MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- MeSH
- Huntingtonova nemoc * diagnóza etiologie genetika MeSH
- interakce spermie a vajíčka MeSH
- kapacitace spermií MeSH
- laboratorní zvířata MeSH
- lidé MeSH
- mitochondrie * fyziologie metabolismus patologie ultrastruktura MeSH
- mužská infertilita MeSH
- myši MeSH
- odběr biologického vzorku * využití MeSH
- oxidativní fosforylace * MeSH
- preklinické hodnocení léčiv MeSH
- spermie * abnormality fyziologie metabolismus patologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- myši MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
- MeSH
- asertivita MeSH
- interpersonální vztahy MeSH
- komunikace * MeSH
- lidé MeSH
- nesouhlas a spor * MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- MeSH
- komunikace MeSH
- komunikační bariéry * MeSH
- lidé MeSH
- rozhovory jako téma MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
