Mitochondrial alkaline phosphatase as an intracellular signal in the synthesis of 1,25 (OH)2D3 and 24,25(OH)2D3 in LLC-PK1 cells

• Autores: M.J. Municio, M.L. Traba
• Localización: Journal of physiology and biochemistry, ISSN-e 1877-8755, ISSN 1138-7548, Vol. 59, Nº. 4, 2003, págs. 287-292
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Se ha demostrado que la defosforilación de la ferrodoxina, un componente mitocondrial de la 25-hidroxivitamina D3 -1-hidroxilasa, está mediada por la acción del AMPc en respuesta a la PTH, que implica la actividad de una proteína-fosfatasa. Estudios in vitro han mostrado que la fosfatasa alcalina (FA) puede defosforilar la ferredoxina. Y en trabajos previos se ha encontrado actividad FA mitocondrial en células LLC-PK1 de fenotipo renal. Se estudia en este trabajo la posible implicación de la FA mitocondrial en la síntesis de la 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25(OH)2D3) y de la 24,25-dihydroxyvitamina D3 (24,25(OH)2D3) en células de fenotipo renal LLC-PK1. Las células se incubaron con el sustrato 25-hydroxyvitamin D3 (25(OH)D3) en ausencia (control) y presencia de 1,25(OH)2D3, forskolina, 12-myristate-13-acetato (PMA) o 1,25(OH)2D3 junto con el PMA. La presencia de forskolina, activador de la adenilato ciclasa, no sólo estimuló la actividad de la 1-hidroxilasa e inhibió la actividad de la 24-hidroxilasa, sino que también incrementó la actividad de la FA mitocondrial. La incubación en presencia de 1,25(OH)2D3, principal activador de la 24-hidroxilasa, produjo descenso de la FA mitocondrial seguido de descenso de la síntesis de 1,25(OH)2D3 e incremento de la de 24,25(OH)2D3. Por otra parte, la presencia del PMA, potente activador de la proteína quinasa C, no produjo cambios en la actividad de la FA mitocondrial, pero se observó inhibición de la síntesis de 1,25(OH)2D3 y activación de 24,25(OH)2D3. Por último, la incubación de las células LLC-PK1 conjuntamente con 1,25(OH)2D3 y PMA produjo efectos aditivos en el descenso de la síntesis de 1,25(OH)2D3 y en el incremento de la síntesis de 24,25(OH)2D3, permaneciendo la actividad FA mitocondrial en niveles similares a los encontrados tras el tratamiento con 1,25(OH)2D3. Estos resultados sugieren dos vías diferentes de acción para la 1,25(OH)2D3 y el PMA: mientras que la de 1,25(OH)2D3 actuaría vía proteína quinasa A y proteína fosfatasa (FA mitocondrial), el PMA actúa vía proteina quinasa C. Nuestros resultados sugieren que la actividad FA mitocondrial podría estar implicada como una señal intracelular en la regulación del metabolismo de la 25(OH)2D3 para sintetizar 1,25(OH)2D3 y 24,25(OH)2D3 en células de fenotipo renal LLC-PK1 a través del sistema cAMP-proteína quinasa A.

  • English

    It has been demonstrated that dephosphorylation of the ferredoxin component of the mitochondrial 25-hydroxyvitamin D3-1-hydroxylase as a result of a PTH-cAMP mediated activation, involves a protein phosphatase activity. It has been proven that alkaline phosphatase, could dephosphorylate the ferredoxin in vitro. In previous work we have found a mitochondrial alkaline phosphatase (AP) activity in LLC-PK1. The aim of this work has been to study the possible involvement of mitochondrial AP activity in the synthesis of 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25(OH)2D3) and 24,25-dihydroxyvitamin D3 (24,25(OH)2D3) from the substrate 25-hydroxyvitamin D3 (25(OH)D3). In order to assess this hypothesis, renal phenotype LLC-PK1 cells were incubated with 25(OH)D3 as substrate and treated with or without 1,25(OH)2D3, forskolin, 12-myristate-13-acetate (PMA) and 1,25(OH)2D3 in conjunction with PMA. Incubation of LLC-PK1 cells with forskolin (adenylate cyclase activator) not only stimulated the 1-hydroxylase and inhibited the 24-hydroxylase activities but also increased the mitochondrial AP activity. The addition of 1,25(OH)2D3, the main activator of 24-hydroxylase, produced a decrease of mitochondrial AP activity and a decrease of 1,25(OH)2D3 synthesis and an increase of the 24,25(OH)2D3 synthesis. Incubation with PMA, a potent activator of protein kinase C, did not produce any changes in mitochondrial AP activity, but an inhibition of 1,25(OH)2 D3 and an activation of 24,25(OH)2D3 synthesis were found. Moreover, incubation of LLC-PK1 cells with PMA in conjunction with 1,25(OH)2D3 produced an additive effect in the decrease of 1,25(OH)2D3 and an increase of 24,25(OH)2D3 synthesis remaining mitochondrial AP activity as cells treated only with 1,25(OH)2D3. These findings suggest two different ways of action for 1,25(OH)2D3 and PMA: while 1,25(OH)2D3 could act through protein kinase A and protein phosphatase (mitochondrial AP), PMA acts through protein kinase C. Our results suggest that mitochondrial AP activity could be involved as an intracellular signal in the regulation of 25(OH)D3 metabolism to the synthesis of 1,25(OH)2D3 and 24,25(OH)2D3 in renal phenotype LLC-PK1 cells through cAMP protein kinase system