Mass Spectrometric Analysis of Xenopus laevis Cytoskeletal Protein Zyxin Post-Translational Modifications

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In addition to its involvement in fundamental cellular processes, zyxin, a LIM-domain protein in the cytoskeletal system, is actively studied because it plays an important role in mechanosensory functions, actin polymerization regulation at cell junctions, as well as gene expression regulation. The disruption of zyxin expression and processing has been associated with carcinogenesis and cardiovascular disease. Zyxin plays an important role in the invasion and metastasis of tumors. The post-translational modification of zyxin in mammals regulates its activity and subcellular location. Given that zyxin is an evolutionarily highly conserved protein, we conducted a search for post-translational modifications of the zyxin homolog from Xenopus laevis using chromatographic mass spectrometry. To identify modified peptides, an enrichment method was employed using co-immunoprecipitation of endogenous zyxin from gastrula-stage embryonic cell lysates. As a result, previously unknown modifications of this protein were discovered, specifically A-terminal acetylation at methionine position 1 and phosphorylation at Ser197 and Ser386. To identify zyxin isoforms with different electrophoretic mobilities, separation was performed using polyacrylamide gel electrophoresis. Zyxin was found in bands with electrophoretic mobilities of 70 and 105 kDa. Thus, this study presents entirely new data on the post-translational modifications of zyxin from X. laevis. Since defects in mechanical signal transduction are associated with developmental disorders, oncogenesis, and metastasis, the study of mechanosensitive protein zyxin modifications and processing on the model organism X. laevis opens up opportunities for diagnostic studies at the molecular level, which can be used in the future to determine drugs use prospective in pharmacology.

About the authors

E. D. Ivanova

Pirogov Russian National Research Medical University

Moscow, 117997 Russia

R. H. Zyganshin

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, 117997 Russia

E. A. Parshina

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, 117997 Russia

A. G. Zaraisky

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, 117997 Russia

N. Y. Martynova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: martnat61@gmail.com
Moscow, 117997 Russia

References

  1. Beckerle M.C. // Bioessays. 1997. V. 19. V. 949-957. https://doi.org/10.1002/bies.950191104
  2. Hirata H., Tatsumi H., Sokabe M. // Commun. Integr. Biol. 2008. V. 1. P. 192-195. https://doi.org/10.4161/cib.1.2.7001
  3. Hirata H., Tatsumi H., Sokabe M. // J. Cell Sci. 2008. V. 121. P. 2795-2804. https://doi.org/10.1242/jcs.030320
  4. Nix D.A., Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1997. V. 138. P. 1139-1147. https://doi.org/10.1083/jcb.138.5.1139
  5. Moody J.D., Grange J., Ascione M.P., Boothe D., Bushnell E., Hansen M.D. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009. V. 378. P. 625-628. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.11.100
  6. Zhou J., Zeng Y., Cui L., Chen X., Stauffer S., Wang Z., Yu F., Lele S.M., Talmon G.A., Black A.R., Chen Y., Dong J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. V. 115. P. E6760-E6769. https://doi.org/10.1073/pnas.1800621115
  7. Zhao Y., Yue S., Zhou X., Guo J., Ma S., Chen Q. // J. Biol. Chem. 2022. V. 298. P. 101776. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2022.101776
  8. Siddiqui M.Q., Badmalia M.D., Patel T.R. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. .22. P. 2647. https://doi.org/10.3390/ijms22052647
  9. Nix D.A., Fradelizi J., Bockholt S., Menichi B., Louvard D., Friederich E., Beckerle M.C. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 34759-34767. https://doi.org/10.1074/jbc.M102820200
  10. Uemura A., Nguyen T.N., Steele A.N., Yamada S. // Biophys. J. 2011. V. 101. P. 1069-1075. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2011.08.001
  11. Drees B.E., Andrews K.M., Beckerle M.C. // J. Cell Biol. 1999. V. 147. P. 1549-1560. https://doi.org/10.1083/jcb.147.7.1549
  12. Li B., Trueb B. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 33328- 33335. https://doi.org/10.1074/jbc.M100789200
  13. Drees B., Friederich E., Fradelizi J., Louvard D., Beckerle M.C., Golsteyn R.M. // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 22503-22511. https://doi.org/10.1074/jbc.M001698200
  14. Golsteyn R.M., Beckerle M.C., Koay T., Friederich E. // J. Cell. Sci. 1997. V. 110. P. 1893-1906. https://doi.org/10.1242/jcs.110.16.1893
  15. Smith M.A., Hoffman L.M., Beckerle M.C. // Cell Biol. 2014. V. 24. P. 575-583. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2014.04.009
  16. Martynova N.Y., Parshina E.A., Ermolina L.V., Zaraisky A.G. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018. V. 504. P. 251-256. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2018.08.164
  17. Martynova N.Y., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Eroshkin F.M., Gyoeva F.K., Baturina N.S., Zaraisky A.G. // Dev. Biol. 2013. V. 380. P. 37-48. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2013.05.005
  18. Li N., Goodwin R.L., Potts J.D. // Microsc. Microanal. 2013. V. 19. P. 842-854. https://doi.org/10.1017/S1431927613001633
  19. Hoffman L.M., Nix D.A., Benson B., Boot-Hanford R., Gustafsson E., Jamora C., Menzies A.S., Goh K.L., Jensen C.C., Gertler F.B., Fuchs E., Fässler R., Beckerle M.C. // Mol. Cell Biol. 2003. V. 23. P. 70-79. https://doi.org/10.1128/MCB.23.1.70-79.2003
  20. Rauskolb C., Pan G., Reddy B.V., Oh H., Irvine K.D. // PLoS Biol. 2011. V. 9. P. e1000624. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000624
  21. Gaspar P., Holder M.V., Aerne B.L., Janody F., Tapon N. // Curr. Biol. 2015. V. 25. P. 679-689. https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.01.010
  22. Martynova N.Y., Eroshkin F.M., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Korotaeva A.L, Smurova K.M., Gyoeva F.K., Zaraisky A.G. // Dev. Dyn. 2008. V. 237. P. 736-749. https://doi.org/10.1002/dvdy.21471
  23. Martynova N.U., Ermolina L.V., Eroshkin F.M., Zarayskiy A.G. // Bioorg. Khim. 2015. V. 41. P. 744- 748. https://doi.org/10.1134/s1068162015060102
  24. Parshina E.A., Eroshkin F.M., Оrlov E.E., Gyoeva F.K., Shokhina A.G., Staroverov D.B., Belousov V.V., Zhigalova N.A., Prokhortchouk E.B., Zaraisky A.G., Martynova N.Y. // Cell Rep. 2020. V. 33. P. 108396. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108396
  25. Ivanova E.D., Parshina E.A., Zaraisky A.G. Martynova N.Y. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 723-732. https://doi.org/10.1134/S1068162024030026
  26. Aebersold R., Mann M. // Nature. 2003. V. 422. P. 198- 207. https://doi.org/10.1038/nature01511
  27. Mann M., Wilm M. // Anal. Chem. 1994. V. 66. P. 4390- 4399. https://doi.org/10.1021/ac00096a002
  28. Eng J.K., Searle B.C., Clauser K.R., Tabb D.L. // Mol. Cell Proteomics. 2011. V. 10. P. R111.009522. https://doi.org/10.1074/mcp.R111.009522
  29. Mann M., Ong S.E., Grønborg M., Steen H., Jensen O.N., Pandey A. // Trends Biotechnol. 2002. V. 20. P. 261-268. https://doi.org/10.1016/s0167-7799(02)01944-3
  30. Groen A., Thomas L., Lilley K., Marondedze C. // Methods Mol. Biol. 2013. V. 1016. P. 121-137. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-441-8_9
  31. Maynard J.C., Chalkley R.J. // Mol. Cell Proteomics. 2021. V. 20. P. 100031. https://doi.org/10.1074/mcp.R120.002206
  32. Shevchenko A., Tomas H., Havlis J., Olsen J.V., Mann M. // Nat. Protoc. 2006. V. 1. P. 2856-2860. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.468
  33. Ma B., Zhang K., Hendrie C., Liang C., Li M., DohertyKirby A., Lajoie G. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2003. V. 17. P. 2337-2342. https://doi.org/10.1002/rcm.1196
  34. Rappsilber J., Mann M., Ishihama Y. // Nat. Protoc. 2007. V. 2. P. 1896-1906. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.261
  35. Nguyen K.T., Mun S.H., Lee C.S., Hwang C.S. // Exp. Mol. Med. 2018. V. 50. P. 1-8. https://doi.org/10.1038/s12276-018-0097-y
  36. Arnaudo N., Fernández I.S., McLaughlin S.H., PeakChew S.Y., Rhodes D., Martino F. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2013. V. 20. P. 1119-1121. https://doi.org/10.1038/nsmb.2641
  37. Fujita Y., Yamaguchi A., Hata K., Endo M., Yamaguchi N., Yamashita T. // BMC Cell Biol. 2009. V. 27. P. 10- 16. https://doi.org/10.1186/1471-2121-10-6

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».