Ataxia telangiectasia and Rad3-related protein (ATR) is a serine/threonine-protein kinase of the PI3K family and is well known for its key role in regulating DNA damage responses in the nucleus. In addition to its nuclear functions, ATR also was found to be a substrate of the prolyl isomerase Pin1 in the cytoplasm where Pin1 isomerizes cis ATR at the Ser428-Pro429 motif, leading to formation of trans ATR. Cis ATR is an antiapoptotic protein at mitochondria upon UV damage. Here we report that Pin1’s activity on cis ATR requires the phosphorylation of the S428 residue of ATR and describe the molecular mechanism by which Pin1-mediated ATR isomerization in the cytoplasm is regulated. We identified protein phosphatase 2A (PP2A) as the phosphatase that dephosphorylates Ser428 following DNA damage. The dephosphorylation led to an increased level of the antiapoptotic cis ATR (ATR-H) in the cytoplasm and, thus, its accumulation at mitochondria via binding with tBid. Inhibition or depletion of PP2A promoted the isomerization by Pin1, resulting in a reduction of cis ATR with an increased level of trans ATR. We conclude that PP2A plays an important role in regulating ATR’s anti-apoptotic activity at mitochondria in response to DNA damage. Our results also imply a potential strategy in enhancing cancer therapies via selective moderation of cis ATR levels.

Η νόσος του Parkinson χαρακτηρίζεται από τη βαθμιαία, εκλεκτική νευροεκφύλιση των ντοπαμινεργικών νευρώνων της μελαινοραβδωτής οδού. Η μειωμένη δραστηριοποίηση των ντοπαμινεργικών υποδοχέων που προκαλείται από την ανεπάρκεια ντοπαμίνης τροποποιεί τη λειτουργία των βασικών γαγγλίων και αναστέλλει τα κινητικά συστήματα. Ιδανικό πειραματικό μοντέλο αποτελεί το μοντέλο weaver, το οποίο εμφανίζει το ίδιο μοτίβο νευροεκφύλισης με τους παρκινσονικούς ασθενείς καθώς και περισσότερη από 70% μείωση της ντοπαμίνης στο ραβδωτό σώμα. Το γεγονός πως δεν υπάρχει σήμερα αποτελεσματική θεραπεία που να σταματά ή να αναστρέφει την εξέλιξη της νόσου, δημιουργεί την ανάγκη ανακάλυψης ενός φαρμακευτικού σχήματος το οποίο θα έχει νευροπροστατευτική δράση και θα περιορίζει τις παρενέργειες. Προηγούμενα αποτελέσματα της ομάδας μας δείχνουν σημαντική επιβίωση των ντοπαμινεργικών κυττάρων στο μοντέλο weaver μετά από χρόνια χορήγηση του ενδογενούς νευροστεροειδούς DHEAS, του χημικού αναλόγου του ΒΝΝ-50 (το οποίο δε μεταβολίζεται σε οιστρογόνα) και του φαρμακευτικού συνδυασμού του ΒΝΝ-50 με τη Ν-ακετυλοκυστεΐνη (NAC), με το τελευταίο να επαναφέρει πλήρως τον αριθμό των κυττάρων στη μέλαινα ουσία. Στην παρούσα εργασία θελήσαμε να διερευνήσουμε τους μηχανισμούς μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η νευροπροστασία που προκαλεί η συγχορήγηση του συνδυασμού BNN-50/ΝAC. Για το σκοπό αυτό, αξιολογήσαμε την αντιαποπτωτική, καθώς και την αντιοξειδωτική δράση του σχήματος BNN-50/NAC. Οι δύο δείκτες επιλέχθηκαν λαμβάνοντας υπόψιν τον κεντρικό ρόλο του αποπτωτικού θανάτου στη διαδικασία της νευροεκφύλισης, καθώς και το ρόλο του οξειδωτικού στρες στην παθογένεια της νόσου. Τα αποτελέσματα μας υποδεικνύουν πλειοτροπική δράση του φαρμακευτικού συνδυασμού BNN-50/NAC, η οποία εκφράζεται μέσω της ισχυρής αντιαποπτωτικής και αντιοξειδωτικής του δράσης. / Parkinson 's disease is characterized by the progressive, selective neurodegeneration of the dopaminergic neurons of the nigrostriatal pathway. The decreased activation of dopamine receptors caused by insufficient dopamine levels, modifies the function of the basal ganglia circuit and inhibits the mobility systems. The weaver model consists an ideal model for neuroprotection studies, which exhibits the same pattern of neurodegeneration as the parkinsonian patients and more than 70% decrease of dopamine in the striatum. The fact that there is currently no effective treatment to attenuate or reverse the disease progression, creates the need for discovery of a drug combination which will exhibit neuroprotective effect and reduce the side effects. Previous results of our group, have shown a significant survival of dopaminergic neurons in weaver mice after chronic administration of endogenous neurosteroid DHEA-S, the chemical analog BNN-50 (which is not metabolized to estrogens) and the combination of the BNN-50 with N-acetylcysteine (NAC,with the latter combination completely rescuing the number of dopaminergic cells of the substantia nigra. The aim of this study was to investigate the mechanisms of neuroprotection induced by coadministration of combination BNN-50/NAC. For this purpose, we evaluated the possible antiapoptotic and antioxidant action of the BNN-50/NAC combination. Our results suggest a pleiotropic effect of the BNN-50/NAC drug combination, that is expressed through strong antiapoptotic and antioxidant activity.