筋肉に関連するcAMP刺激タンパク質ホスファターゼ2A活性Aキナーゼアンカータンパク質（MAKAP）シグナル伝達複合体は、cAMP特異的ホスホジエステラーゼPDE4D3のリン酸化と活性を阻害します

セカンドメッセンジャーキャンプの濃度は、ホスホジエステラーゼの活性によって細胞で厳しく制御されています。以前に、プロテインキナーゼA-Anchoring Protein Makapが、心筋細胞におけるcAMP依存性プロテインキナーゼPKAおよびcAMP特異的ホスホジエステラーゼPDE4D3の足場としてどのように機能するかについて説明しました。PKAとPDE4D3は、PKA触媒を触媒したネガティブフィードバックループを構成し、PDE4D3の局所cAMPレベルを減衰させました。現在、MAKAP複合体に関連するタンパク質ホスファターゼ2A（PP2A）が、PDE4D3セリン残基54の脱リン酸化を触媒することによりPDE4D3の活性化を逆転させる原因であることを示しています。。MAKAPへの結合は、PP2A関数に必要であり、C末端ドメインの削除により、ベースラインとフォルスコリン刺激PDE4D3活性の両方が強化されるようにします。興味深いことに、心臓のMAKAP複合体に関連するPP2Aホロエンザイムには、PP2A標的サブユニットB56DELTAが含まれています。PDE4D3と同様に、B56DELTAはPKA基質であり、MAKAP結合B56DELTAのPKAリン酸化は、複合体のホスファターゼ活性を2倍増加させます。したがって、PKAでリン酸化できないB56DELTA変異体の発現は、PDE4D3リン酸化の増加をもたらします。まとめると、我々の発見は、MAKAP複合体に関連するPP2AがPDE4D3脱リン酸化を促進し、両方の機能を促進することを実証し、非刺激細胞のPDE4D3を阻害し、アデニリルシクラーゼの活性化とB56DELTAリンレート後のcAMP誘導陽性フィードバックループを媒介することを示しています。一般に、PKA.PP2A.MAKAP複合体は、プロテインキナーゼとホスファターゼが分子シグナル伝達複合体に関与して、局所的な細胞内シグナル伝達を動的に調節する方法を例示しています。

The concentration of the second messenger cAMP is tightly controlled in cells by the activity of phosphodiesterases. We have previously described how the protein kinase A-anchoring protein mAKAP serves as a scaffold for the cAMP-dependent protein kinase PKA and the cAMP-specific phosphodiesterase PDE4D3 in cardiac myocytes. PKA and PDE4D3 constitute a negative feedback loop whereby PKA-catalyzed phosphorylation and activation of PDE4D3 attenuate local cAMP levels. We now show that protein phosphatase 2A (PP2A) associated with mAKAP complexes is responsible for reversing the activation of PDE4D3 by catalyzing the dephosphorylation of PDE4D3 serine residue 54. Mapping studies reveal that a C-terminal mAKAP domain (residues 2085-2319) binds PP2A. Binding to mAKAP is required for PP2A function, such that deletion of the C-terminal domain enhances both base-line and forskolin-stimulated PDE4D3 activity. Interestingly, PP2A holoenzyme associated with mAKAP complexes in the heart contains the PP2A targeting subunit B56delta. Like PDE4D3, B56delta is a PKA substrate, and PKA phosphorylation of mAKAP-bound B56delta enhances phosphatase activity 2-fold in the complex. Accordingly, expression of a B56delta mutant that cannot be phosphorylated by PKA results in increased PDE4D3 phosphorylation. Taken together, our findings demonstrate that PP2A associated with mAKAP complexes promotes PDE4D3 dephosphorylation, serving both to inhibit PDE4D3 in unstimulated cells and also to mediate a cAMP-induced positive feedback loop following adenylyl cyclase activation and B56delta phosphorylation. In general, PKA.PP2A.mAKAP complexes exemplify how protein kinases and phosphatases may participate in molecular signaling complexes to dynamically regulate localized intracellular signaling.