Mitogen activated protein kinase (MAPK) signaling consists of a phosphorylation cascade leading to the phosphorylation of an effector that can translocate to the nucleus and regulate transcription. MAPK signaling can be activated by diverse stimuli such as osmotic stress and hormones. Additionally, MAPK signaling can be activated by receptor tyrosine kinase (RTK) signaling in response to a growth factor binding to the RTK. It has been shown that heterodimerization of the RTKs human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) with HER3 is highly correlated to tumor growth and metastasis in breast cancer. Previous research showed that in breast cancer cells, Mitogen Three Kinase 1 (MTK1) is a protein kinase that functions in association with the HER3 receptor upon heregulin (HRG) stimulation. Here, MTK1 has been shown to form a complex in breast cancer cells consisting of Grb2, Shc, GIT1 and ERK1/2. Furthermore, MTK1 was shown to induce extracellular acidification due to lactate secretion and cell migration. A shift from aerobic metabolism to glycolysis in cancer cells was first observed by Otto Warburg. Since then, increased glycolysis and the resulting lactate secretion have been described in multiple types of cancers and is recognized as one of the hallmarks of cancer. This dissertation aims to establish the function of MTK1 in HRG induced RTK signaling in breast cancer cells. To accomplish this goal, we identified proteins of known function that interact with MTK1 to infer the role of MTK1. Applying this strategy, we provide evidence for the first time of mitochondrial regulation of oxidative phosphorylation by MTK1, independent of glycolytic regulation. In addition, our results demonstrate that GIT1 regulates glycolysis-mediated lactic acidosis (higher extracellular acidification caused by increased lactic acid efflux) in MCF-7 cells, independent of mitochondrial function. For the first time, our research shows that the glycolytic enzyme phosphoglycerate kinase 1 (PGK1) associates with MTK1 and GIT1 in MCF-7 cells. Furthermore, it is demonstrated that PGK1 is regulated by HRG stimulation through both phosphorylation of PGK1 and its dissociation from the MTK1 complex. The protein complex consisting of MTK1, GIT1, and PGK1 favors the conversion of pyruvate to lactate resulting rather than oxidative phosphorylation of pyruvate inside the mitochondria. The resulting lactate is secreted and drives extracellular acidification, a hallmark of cancer.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-03-13T15:15:04Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_FINAL.pdf: 4132669 bytes, checksum: 2de35f385a67c750328123bf94990fd8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T15:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_FINAL.pdf: 4132669 bytes, checksum: 2de35f385a67c750328123bf94990fd8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / CAPES / A infecção persistente por tipos oncogênicos de Papilomavírus Humano (HPV) é necessária para o desenvolvimento do câncer cervical e para uma grande porcentagem de outros tumores anogenitais e orofaríngeos. Desde que essas doenças têm como agente etiológico um vírus, a vacinação profilática representa uma intervenção barata, efetiva e logisticamente simples. A proteína L1 do capsídeo viral é capaz de arranjar-se em partículas morfologicamente e antigenicamente semelhantes ao vírus denominadas Virus-like particles (VLPs), abordagem esta utilizada pelas vacinas anti-HPV atualmente licenciadas. Apesar da eficácia comprovada, a implementação dessas vacinas é um desafio devido à desconhecida duração da proteção por elas conferida, o elevado custo atrelado e a possibilidade de outros tipos virais carcinogênicos emergirem. O sistema de expressão baseado em Pichia pastoris tem sido explorado para produção de VLPs de HPV, mas os níveis de expressão relatados têm sucesso variado e todos os trabalhos empregam vetores comerciais baseados no promotor induzível do gene AOX1 (PAOX1). No presente trabalho, avaliamos a produção extracelular da proteína L1 de HPV-16 em P. pastoris, mediante utilização dos sistemas baseados no promotor PAOX1 e no promotor constitutivo do gene PGK1 (PPGK1). Linhagens de P. pastoris recombinantes foram geradas mediante eletroporação com os cassetes de expressão pPICZAα-L1H16 e pPGK 3-L1H16. Clones contendo múltiplas cópias de cada cassete foram selecionados por ensaios de resistência à ZeocinaTM e triados quantos aos níveis de expressão mediante Colony blotting e Dot blotting, utilizando anticorpo anti-L1 (CamVir®). Embora tenha se observado aparente degradação e glicosilação da proteína L1, os resultados obtidos por Western blotting a partir das induções em frasco revelaram que o sistema baseado no promotor PPGK1 apresentou maiores níveis de expressão do que àquele baseado no promotor PAOX1. A tentativa de purificação da proteína L1 com resina de afinidade se mostrou insatisfatória, possivelmente devido à problemas conformacionais na cauda de poli-histidina. Esses resultados representam análises preliminares passíveis de otimização. Os eventos de glicosilação precisam ser confirmados por análises mais detalhadas. Metodologias alternativas para purificação das VLPs estão sendo avaliadas, bem como estratégias de cultivo para minimizar a proteólise de L1. O presente trabalho demonstra que o sistema não comercial baseado no promotor constitutivo do gene PGK1 de P. pastoris representa uma atrativa plataforma para produção de VLPs de HPV com fins vacinais.

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