An osmosensing mechanism in the budding yeast (Saccharomyces cerevisiae) involves both a two-component signal transducer (Sln1p, Ypd1p and Ssk1p) and a MAP kinase cascade (Ssk2p/Ssk22p, Pbs2p, and Hog1p). The transmembrane protein Sln1p contains an extracellular sensor domain and cytoplasmic histidine kinase and receiver domains, whereas the cytoplasmic protein Ssk1p contains a receiver domain. Ypd1p binds to both Sln1p and Ssk1p and mediates the multistep phosphotransfer reaction (phosphorelay). This phosphorelay system is initiated by the autophosphorylation of Sln1p at His576. This phosphate is then sequentially transferred to Sln1p-Asp1144, then to Ypd1p-His64, and finally to Ssk1p-Asp554. We propose that the multistep phosphorelay mechanism is a universal signal transduction apparatus utilized both in prokaryotes and eukaryotes.

The stress-responsive p38 and JNK MAPK pathways regulate cell cycle and apoptosis. A human MAPKKK, MTK1 (= MEKK4), mediates activation of both p38 and JNK in response to environmental stresses. Using a yeast two-hybrid method, three related proteins, GADD45alpha (= GADD45), GADD45, (= MyD118), and GADD45gamma, were identified that bound to an N-terminal domain of MTK1. These proteins activated MTK1 kinase activity, both in vivo and in vitro. The GADD45-like genes are induced by environmental stresses, including MMS, UV, and gamma irradiation. Expression of the GADD45-like genes induces p38/JNK activation and apoptosis, which can be partially suppressed by coexpression of a dominant inhibitory MTK1 mutant protein. We propose that the GADD45-like proteins mediate activation of the p38/JNK pathway, via MTK1/ MEKK4, in response to environmental stresses.

The role of mitogen-activated protein (MAP) kinase cascades in integrating distinct upstream signals was studied in yeast. Mutants that were not able to activate PBS2 MAP kinase kinase (MAPKK; Pbs2p) at high osmolarity were characterized. Pbs2p was activated by two independent signals that emanated from distinct cell-surface osmosensors. Pbs2p was activated by MAP kinase kinase kinases (MAPKKKs) Ssk2p and Ssk22p that are under the control of the SLN1-SSK1 two-component osmosensor. Alternatively, Pbs2p was activated by a mechanism that involves the binding of its amino terminal proline-rich motif to the Src homology 3 (SH3) domain of a putative transmembrane osmosensor Sho1p.

Exposure of the yeast Saccharomyces cerevisiae to high extracellular osmolarity induces the Sln1p-Ypd1p-Ssk1p two-component osmosensor to activate a mitogen-activated protein (MAP) kinase cascade composed of the Ssk2p and Ssk22p MAP kinase kinase kinases (MAPKKKs), the Pbs2p MAPKK, and the Hog1p MAPK. A second osmosensor, Sho1p, also activated Pbs2p and Hog1p, but did so through the Ste11p MAPKKK. Although Ste11p also participates in the mating pheromone–responsive MAPK cascade, there was no detectable cross talk between these two pathways. The MAPKK Pbs2p bound to the Sho1p osmosensor, the MAPKKK Ste11p, and the MAPK Hog1p. Thus, Pbs2p may serve as a scaffold protein.

Research Article1 October 1990free access Structural diversity and evolution of human receptor-like protein tyrosine phosphatases. N. X. Krueger N. X. Krueger Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. Search for more papers by this author M. Streuli M. Streuli Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. Search for more papers by this author H. Saito H. Saito Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. Search for more papers by this author N. X. Krueger N. X. Krueger Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. Search for more papers by this author M. Streuli M. Streuli Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. Search for more papers by this author H. Saito H. Saito Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. Search for more papers by this author Author Information N. X. Krueger1, M. Streuli1 and H. Saito1 1Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA. The EMBO Journal (1990)9:3241-3252https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1990.tb07523.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info Protein tyrosine phosphatases (PTPases), together with protein tyrosine kinases, regulate the tyrosine phosphorylation that controls cell activities and proliferation. Previously, it has been recognized that both cytosolic PTPases and membrane associated, receptor-like PTPases exist. In order to examine the structural diversity of receptor-like PTPases, we isolated human cDNA clones that cross-hybridized to a Drosophila PTPase cDNA clone, DPTP12, under non-stringent hybridization conditions. The cDNA clones thus isolated included LCA and six other novel receptor-like PTPases, named HPTP alpha, beta, gamma, delta, epsilon, and zeta. The cytoplasmic regions of HPTP alpha and epsilon are highly homologous, and are composed of two tandemly duplicated PTPase-like domains. The extracellular regions of HPTP alpha and epsilon are, respectively, 123 amino acids and 27 amino acids, and do not have obvious similarity to any known protein. The cytoplasmic region of HPTP beta contains only one PTPase domain. The extracellular region of HPTP beta, which is 1599 amino acids, is composed of 16 fibronectin type-III repeats. HPTP delta is very similar to leukocyte common antigen related molecule (LAR), in both the extracellular and cytoplasmic regions. Partial sequences of HPTP gamma and zeta indicate that they are highly homologous and contain two PTPase-like domains. The PTPase-like domains of HPTP alpha, beta and delta expressed in Escherichia coli had tyrosine phosphatase activities. Previous ArticleNext Article Volume 9Issue 101 October 1990In this issue RelatedDetailsLoading ...

MAP kinase signaling modules serve to transduce extracellular signals to the nucleus of eukaryotic cells, but little is known about how signals cross the nuclear envelope. Exposure of yeast cells to increases in extracellular osmolarity activates the HOG1 MAP kinase cascade, which is composed of three tiers of protein kinases, namely the SSK2, SSK22 and STE11 MAPKKKs, the PBS2 MAPKK, and the HOG1 MAPK. Using green fluorescent protein (GFP) fusions of these kinases, we found that HOG1, PBS2 and STE11 localize to the cytoplasm of unstressed cells. Following osmotic stress, HOG1, but neither PBS2 nor STE11, translocates into the nucleus. HOG1 translocation occurs very rapidly, is transient, and correlates with the phosphorylation and activation of the MAP kinase by its MAPKK. HOG1 phosphorylation is necessary and sufficient for nuclear translocation, because a catalytically inactive kinase when phosphorylated is translocated to the nucleus as efficiently as the wild-type. Nuclear import of the MAPK under stress conditions requires the activity of the small GTP binding protein Ran-GSP1, but not the NLS-binding importin alpha/beta heterodimer. Rather, HOG1 import requires the activity of a gene, NMD5, that encodes a novel importin beta homolog. Similarly, export of dephosphorylated HOG1 from the nucleus requires the activity of the NES receptor XPO1/CRM1. Our findings define the requirements for the regulated nuclear transport of a stress-activated MAP kinase.

Cytolytic lymphocytes (CTLs) are characterized by their inclusion of cytoplasmic granules containing effector molecules such as perforin and the serine proteases. Here we describe the cDNA cloning and functional characterization of two related isoforms of a cytolytic granule protein designated TIA-1. Sequence analysis reveals that the 40 kd TIA-1 isoform (rp40-TIA-1) is structurally related to the poly(A)-binding proteins, possessing three RNA-binding domains and a carboxy-terminal, glutamine-rich auxiliary domain. The 15 kd TIA-1 isoform, the major species present in cytolytic granules, appears to be derived from the carboxy-terminal auxiliary domain of rp40-TIA-1 by proteolytic processing. Both natural and recombinant TIA-1 were found to induce DNA fragmentation in digitonin permeabilized thymocytes, suggesting that these molecules may be the granule components responsible for inducing apoptosis in CTL targets.

Research Article1 August 1990free access Distinct functional roles of the two intracellular phosphatase like domains of the receptor-linked protein tyrosine phosphatases LCA and LAR. M. Streuli M. Streuli Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author N. X. Krueger N. X. Krueger Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author T. Thai T. Thai Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author M. Tang M. Tang Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author H. Saito H. Saito Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author M. Streuli M. Streuli Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author N. X. Krueger N. X. Krueger Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author T. Thai T. Thai Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author M. Tang M. Tang Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author H. Saito H. Saito Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. Search for more papers by this author Author Information M. Streuli1, N. X. Krueger1, T. Thai1, M. Tang1 and H. Saito1 1Division of Tumor Immunology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA 02115. The EMBO Journal (1990)9:2399-2407https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1990.tb07415.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info Protein tyrosine phosphorylation is regulated by both protein tyrosine kinases and protein tyrosine phosphatases (PTPases). Recently, the structures of a family of PTPases have been described. In order to study the structure-function relationships of receptor-linked PTPases, we analyzed the effects of deletion and point mutations within the cytoplasmic region of the receptor-linked PTPases, LCA and LAR. We show that the first of the two domains has enzyme activity by itself, and that one cysteine residue in the first domain of both LCA and LAR is absolutely required for activity. The second PTPase like domains do not have detectable catalytic activity using a variety of substrates, but sequences within the second domains influence substrate specificity. The functional significance of a stretch of 10 highly conserved amino acid residues surrounding the critical cysteine residue located in the first domain of LAR was assessed. At most positions, any substitution severely reduced enzyme activity, while missense mutations at the other positions tested could be tolerated to varying degrees depending on the amino acid substitution. It is suggested that this stretch of amino acids may be part of the catalytic center of PTPases. Previous ArticleNext Article Volume 9Issue 81 August 1990In this issue RelatedDetailsLoading ...