Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1126910.32607/actanaturae.11269Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleA Novel Modulator of STIM2-Dependent Store-Operated Ca2+ Channel ActivityНовый модулятор активности STIM2-зависимых депо-управляемых кальциевых каналовSkopinAnton Yu.СкопинАнтон Юрьевич
Russian Federation
anton_skopin@mail.ruGrigoryevAndrey D.ГригорьевАндрей Дмитриевич
Russian Federation
andreygrig425@gmail.comGlushankovaLyubov N.ГлушанковаЛюбовь Николаевна
Russian Federation
glushankova@hotmail.comShalyginAlexey V.ШалыгинАлексей Вадимович
Russian Federation
shalygin.alexey@gmail.comWangGuanghuiВангГ.
Taiwan, Province of China
wanggh@suda.edu.cnKartzevViktor G.КарцевВиктор Георгиевич
Russian Federation
vkartsev@ibscreen.chg.ruKaznacheyevaElena V.КазначееваЕлена Валентиновна
Russian Federation
evkazn@incras.ruInstitute of Cytology of Russian Academy of SciencesИнститут цитологии РАНCollege of Pharmaceutical Sciences, Soochow UniversityУниверситет Сучжоу Колледж фармакологических наукInterBioscreen Ltd.ИнтерБиоСкрин (InterBioScreen Ltd.)150320211311401462511202021122020Copyright ©; 2021, Skopin A.Y., Grigoryev A.D., Glushankova L.N., Shalygin A.V., Wang G., Kartzev V.G., Kaznacheyeva E.V.Copyright ©; 2021, Скопин А.Ю., Григорьев А.Д., Глушанкова Л.Н., Шалыгин А.В., Ванг Г., Карцев В.Г., Казначеева Е.В.2021Skopin A.Y., Grigoryev A.D., Glushankova L.N., Shalygin A.V., Wang G., Kartzev V.G., Kaznacheyeva E.V.Скопин А.Ю., Григорьев А.Д., Глушанкова Л.Н., Шалыгин А.В., Ванг Г., Карцев В.Г., Казначеева Е.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11269

Store-operated Ca2+ entry is one of the main pathways of calcium influx into non-excitable cells, which entails the initiation of many intracellular processes. The endoplasmic reticulum Ca2+ sensors STIM1 and STIM2 are the key components of store-operated Ca2+ entry in mammalian cells. Under physiological conditions, STIM proteins are responsible for store-operated Ca2+ entry activation. The STIM1 and STIM2 proteins differ in their potency for activating different store-operated channels. At the moment, there are no selective modulators of the STIM protein activity. We screened a library of small molecules and found the 4-MPTC compound, which selectively inhibited STIM2-dependent store-operated Ca2+ entry (IC50 = 1 μM) and had almost no effect on the STIM1-dependent activation of store-operated channels.

Депо-зависимый вход кальция – один из основных путей поступления кальция в электроневозбудимые клетки, вызывающий запуск множества внутриклеточных сигнальных каскадов. Белки семейства STIM (STIM1 и STIM2), ключевые в данном процессе, являются сенсорами кальция во внутриклеточных кальциевых депо, активирующими депо-управляемые каналы плазматической мембраны при снижении концентрации кальция. В физиологических условиях белки STIM1 и STIM2 управляют различными депо-зависимыми ионными каналами плазматической мембраны. Селективные модуляторы активности белков STIM на данный момент отсутствуют, а инструментарий по разграничению их активности в условиях эксперимента недостаточен. В результате скрининга библиотеки низкомолекулярных соединений нами обнаружено вещество 4-MPTC, селективно подавляющее STIM2-зависимый депо-управляемый вход кальция (IC50 = 1 мкМ), но практически не влияющее на STIM1-зависимый механизм активации депо-управляемых каналов.

calciumstore-operated Ca2+ entrySTIM1STIM22-APBOraiкальцийдепо-управляемый входSTIM1STIM22-APBOraiРФФИRFBR grant17-54-80006грант РНФRSF grant19-14-00114RFBR №17-54-80006 (AS, AG, LG, EK) and RSCF №19-14-00114 (AS, ASh, EK).Работа поддержана грантами РФФИ №17-54-80006 (АС, АГ, ЛГ, ЕК) и РНФ №19-14-00114 (АС, АШ, ЕК).Putney J.W. // Cell Calcium 1986. V. 7. № 1. P. 1–12.Yao Y., Tsien R.Y. // J. Gen. Physiol. 1997. V. 109. № 6. P. 703–715.Zhang S.L., Yu Y., Roos J., Kozak J.A., Deerinck T.J., Ellisman M.H., Stauderman K.A., Cahalan. M.D. // Nature. 2005. V. 437. № 7060. P. 902–905.Zhang S.L., Yu Y., Roos J., Kozak J.A., Deerinck T.J., Ellisman M.H., Stauderman K.A., Cahalan M.D. // Nature. 2005. V. 437. № 7060. P. 902–905.Liou J., Kim M.L., Heo W.D., Jones J.T., Myers J.W., Ferrell J.E., Meyer T. // Curr. Biol. 2005. V. 15. № 13. P. 1235–1241.Stathopulos P.B., Zheng L., Li G., Plevin M.J., Ikura M. // Cell. 2008. V. 135. № 1. P. 110–122.Brandman O., Liou J., Park W.S., Meyer T. // Cell. 2007. V. 131. № 7. P. 1327–1339.Ong H.L., De Souza L.B., Zheng C., Cheng K.T., Liu X., Goldsmith C.M., Feske S., Ambudkar I.S. // Sci. Signaling. 2015. V. 8. № 359. P. 3.Shalygin A., Skopin A., Kalinina V., Zimina O., Glushankova L., Mozhayeva G.N., Kaznacheyeva E. // J. Biol. Chem. 2015. V. 290. № 8. P. 4717–4727.Prakriya M. // Curr. Topics Membranes. 2013. V. 71. P. 1–32.Prakriya M., Feske S., Gwack Y., Srikanth S., Rao A., Hogan P.G. // Nature. 2006. V. 443. № 7108. P. 230–233.Skopin A., Shalygin A., Vigont V., Zimina O., Glushankova L., Mozhayeva G.N., Kaznacheyeva E. // Biochimie. 2013. V. 95. № 2. P. 347–353.Kaznacheyeva E., Glushankova L., Bugaj V., Zimina O., Skopin A., Alexeenko V., Tsiokas L., Bezprozvanny I., Mozhayeva G.N. // J. Biol. Chem. 2007. V. 282. № 32. P. 23655–23662.Cheng K.T., Ong H.L., Liu X., Ambudkar I.S. // Adv. Exp. Med. Biol. 2011. V. 704. P. 435–449.Vigont V., Kolobkova Y., Skopin A., Zimina O., Zenin V., Glushankova L., Kaznacheyeva E. // Front. Physiol. 2015. V. 6. P. 337.Nekrasov E.D., Vigont V.A., Klyushnikov S.A., Lebedeva O.S., Vassina E.M., Bogomazova A.N., Chestkov I.V., Semashko T.A., Kiseleva E., Suldina L.A., et al. // Mol. Neurodegen. 2016. V. 11. P. 27.Ryazantseva M., Skobeleva K., Glushankova L., Kaznacheyeva E. // J. Neurochem. 2016. V. 136. № 5. P. 1085–1095.Ryazantseva M., Skobeleva K., Kaznacheyeva E. // Biochimie. 2013. V. 95. № 7. P. 1506–1509.Berna-Erro A., Braun A., Kraft R., Kleinschnitz C., Schuhmann M.K., Stegner D., Wultsch T., Eilers J., Meuth S.G., Stoll G., Nieswandt B. // Sci. Signaling. 2009. V. 2. № 93. P. ra67.Rao W., Zhang L., Peng C., Hui H., Wang K., Su N., Wang L., Dai S.H., Yang Y.F., Chen T., Luo P., Fei Z. // Biochim. Biophys. Acta – Mol. Basis Dis. 2015. V. 1852. № 11. P. 2402–2413.Hou P.F., Liu Z.H., Li N., Cheng W.J., Guo S.W. // Cell. Mol. Neurobiol. 2015. V. 35. № 2. P. 283–292.Miao Y., Shen Q., Zhang S., Huang H., Meng X., Zheng X., Yao Z., He Z., Lu S., Cai C., Zou F. // Breast Cancer Res. 2019. V. 21. № 1. P. 99.Sobradillo D., Hernández-Morales M., Ubierna D., Moyer M.P., Núñez L., Villalobos C. // J. Biol. Chem. 2014. V. 289. № 42. P. 28765–28782.Maruyama T., Kanaji T., Nakade S., Kanno T., Mikoshiba K. // J. Biochem. 1997. V. 122. № 3. P. 498–505.Prakriya M., Lewis R.S. // J. Physiol. 2001. V. 536. № 1. P. 3–19.Hu H.Z., Gu Q., Wang C., Colton C.K., Tang J., Kinoshita-Kawada M., Lee L.Y., Wood J.D., Zhu M.X. // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. № 34. P. 35741–35748.Singh A.K., Saotome K., McGoldrick L.L., Sobolevsky A.I. // Nat. Commun. 2018. V. 9. № 1. P. 2465.Schindl R., Bergsmann J., Frischauf I., Derler I., Fahrner M., Muik M., Fritsch R., Groschner K., Romanin C. // J. Biol. Chem. 2008. V. 283. № 29. P. 20261–20267.Missiaen L., Callewaert G., De Smedt, H. Parys J.B. // Cell Calcium. 2001. V. 29. № 2. P. 111–116.Soboloff J., Rothberg B.S., Madesh M., Gill D.L. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2012. V. 13. № 9. P. 549–565.Emrich S.M., Yoast R.E., Xin P., Zhang X., Pathak T., Nwokonko R., Gueguinou M.F., Subedi K.P., Zhou Y., Ambudkar I.S., et al. // J. Biol. Chem. 2019. V. 294. № 16. P. 6318–6332.Wei M., Zhou Y., Sun A., Ma G., He L., Zhou L., Zhang S., Liu J., Zhang S.L., Gill D.L. Wang Y. // Pflugers Arch. Eur. J. Physiol. 2016. V. 468. № 11–12. P. 2061–2074.Parvez S., Beck A., Peinelt C., Soboloff J., Lis A., Monteilh-Zoller M., Gill D.L., Fleig A., Penner R. // FASEB J. 2008. V. 22. № 3. P. 752–761.Thiel M., Lis A., Penner R. // J. Physiol. 2013. V. 591. № 6. P. 1433–1445.Bird S., Hwang S.Y., Smyth J.T., Fukushima M., Boyles R.R., Putney J.W. // Curr. Biol. 2009. V. 19. № 20. P. 1724–1729.Djillani A., Doignon I., Luyten T., Lamkhioued B., Gangloff S. C., Parys J. B., Nüße O., Chomienne C., Dellis O. // Cell Calcium. 2015. V. 58. № 2. P. 171–185.Djillani A., Doignon I., Luyten T., Lamkhioued B., Gangloff S.C., Parys J.B., Nüße O., Chomienne C., Dellis O. // Cell Calcium. 2015. V. 58. № 2. P. 171–185.Djillani A., Nüße O., Dellis O. // Biochim. Biophys. Acta – Mol. Cell Res. 2014. V. 1843. № 10. P. 2341–2347.Goto J.I., Suzuki A.Z., Ozaki S., Matsumoto N., Nakamura T., Ebisui E., Fleig A., Penner R., Mikoshiba K. // Cell Calcium. 2010. V. 47. № 1. P. 1–10.Hendron E., Wang X., Zhou Y., Cai X., Goto J.I., Mikoshiba K., Baba Y., Kurosaki T., Wang Y., Gill D.L. // Cell Calcium. 2014. V. 56. № 6. P. 482–492.Zhou H., Iwasaki H., Nakamura T., Nakamura K., Maruyama T., Hamano S., Ozaki S., Mizutani A., Mikoshiba K. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007. V. 352. № 2. P. 277–282.Hofer A., Kovacs G., Zappatini A., Leuenberger M., Hediger M.A., Lochner M. // Bioorg. Med. Chem. 2013. V. 21. № 11. P. 3202–3213.Dellis O., Mercier P., Chomienne C. // BMC Pharmacol. 2011. V. 11. P. 1.Schild A., Bhardwaj R., Wenger N., Tscherrig D., Kandasamy P., Dernič J., Baur R., Peinelt C., Hediger M.A., Lochner M. // Internat. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 16. P. 1–28.Wang X., Wang Y., Zhou Y., Hendron E., Mancarella S., Andrake M.D., Rothberg B.S., Soboloff J., Gill D.L. // Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 3183.