The Real McCoy Some secreted proteins are phosphorylated, the most prominent example being the milk protein casein, but the enzymes that catalyze such phosphorylation have not been identified. (The proteins known as “casein kinases” are in fact cytosolic proteins and do not mediate physiological phosphorylation of casein.) Tagliabracci et al. (p. 1150 , published online 10 May) searched for a human protein with the characteristics expected of a secretory protein kinase and identified Fam20C. Mutations in the gene encoding Fam20C cause defects in bone formation. Furthermore, the consensus sequence for Fam20C phosphorylation was found in several secreted proteins that function in biomineralization. Thus, Fam20C appears to be the “real” casein kinase and to function in bone physiology.

The family with sequence similarity 20, member C (Fam20C) has recently been identified as the Golgi casein kinase. Fam20C phosphorylates secreted proteins on Ser-x-Glu/pSer motifs and loss-of-function mutations in the kinase cause Raine syndrome, an often-fatal osteosclerotic bone dysplasia. Fam20C is potentially an upstream regulator of the phosphate-regulating hormone fibroblast growth factor 23 (FGF23), because humans with FAM20C mutations and Fam20C KO mice develop hypophosphatemia due to an increase in full-length, biologically active FGF23. However, the mechanism by which Fam20C regulates FGF23 is unknown. Here we show that Fam20C directly phosphorylates FGF23 on Ser(180), within the FGF23 R(176)XXR(179)/S(180)AE subtilisin-like proprotein convertase motif. This phosphorylation event inhibits O-glycosylation of FGF23 by polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferase 3 (GalNAc-T3), and promotes FGF23 cleavage and inactivation by the subtilisin-like proprotein convertase furin. Collectively, our results provide a molecular mechanism by which FGF23 is dynamically regulated by phosphorylation, glycosylation, and proteolysis. Furthermore, our findings suggest that cross-talk between phosphorylation and O-glycosylation of proteins in the secretory pathway may be an important mechanism by which secreted proteins are regulated.

Facilitated pyruvate transport across the mitochondrial inner membrane is a critical step in carbohydrate, amino acid, and lipid metabolism. We report that clinically relevant concentrations of thiazolidinediones (TZDs), a widely used class of insulin sensitizers, acutely and specifically inhibit mitochondrial pyruvate carrier (MPC) activity in a variety of cell types. Respiratory inhibition was overcome with methyl pyruvate, localizing the effect to facilitated pyruvate transport, and knockdown of either paralog, MPC1 or MPC2, decreased the EC 50 for respiratory inhibition by TZDs. Acute MPC inhibition significantly enhanced glucose uptake in human skeletal muscle myocytes after 2 h. These data ( i ) report that clinically used TZDs inhibit the MPC, ( ii ) validate that MPC1 and MPC2 are obligatory components of facilitated pyruvate transport in mammalian cells, ( iii ) indicate that the acute effect of TZDs may be related to insulin sensitization, and ( iv ) establish mitochondrial pyruvate uptake as a potential therapeutic target for diseases rooted in metabolic dysfunction.