Serine kinases as new drug targets for the treatment of type 2 diabetes

Current Medicinal Chemistry: Immunology, Endocrine and Metabolic Agents

Volumn 5, Issue 6, 2005, Pages 529-536

  Rondinone, Cristina M ^a  

^a Hoffman La Roche Department of Metabolic Diseases   (United States)

Author keywords

AMPK; GSK3; IKK; JNK; Kinase inhibitors; PKC; S6K1; Serine protein kinases

Indexed keywords

ANTIDIABETIC AGENT; GLUCOSE; GLYCOGEN SYNTHASE KINASE 3 INHIBITOR; HYDROXYMETHYLGLUTARYL COENZYME A REDUCTASE KINASE; I KAPPA B KINASE; I KAPPA B KINASE INHIBITOR; INSULIN; INTERLEUKIN 1 RECEPTOR ASSOCIATED KINASE 1; MAMMALIAN TARGET OF RAPAMYCIN; NEW DRUG; PROTEIN KINASE; PROTEIN KINASE C DELTA; PROTEIN KINASE C INHIBITOR; PROTEIN KINASE C THETA; PROTEIN KINASE C ZETA; PROTEIN KINASE INHIBITOR; PROTEIN SERINE KINASE; S6 KINASE; SALT INDUCIBLE KINASE 1; SALT INDUCIBLE KINASE 2; STRESS ACTIVATED PROTEIN KINASE; STRESS ACTIVATED PROTEIN KINASE INHIBITOR; UNCLASSIFIED DRUG;

DRUG TARGETING; ENZYME ACTIVITY; ENZYME REGULATION; ENZYME SPECIFICITY; GLUCOSE BLOOD LEVEL; GLUCOSE HOMEOSTASIS; HUMAN; INSULIN RESISTANCE; LIVER; METABOLIC DISORDER; METABOLIC SYNDROME X; MOLECULAR DYNAMICS; MUSCLE; NON INSULIN DEPENDENT DIABETES MELLITUS; OBESITY; PATHOGENESIS; PROTEIN FUNCTION; PROTEIN PHOSPHORYLATION; REGULATORY MECHANISM; REVIEW; SIGNAL TRANSDUCTION;

EID: 27944474772     PISSN: 15680134     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/156801305774962196     Document Type: Review

References (127)

1. Must, A.; Spadano, J.; Coakley, E. H.; Field, A. E.; Colditz, G.; Dietz, W.H. J. Am. Med. Assoc., 1999, 282, 1523
2. Sethi, J. K.; Hotamisligil, G. S. Semin. Cell. Dev. Biol., 1999, 10, 19.
3. Kahn, B. B.; Flier, J. S. J. Clin. Invest., 2000, 106, 473.
4. Kahn, B. B. Cell, 1998, 92, 593.
5. Myers, M. G. J.; White, M. F. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 1996, 36, 615.
6. Czech, M. P. Annu. Rev. Nutr., 1995, 15, 441.
7. Saltiel, A. R. Am. J. Physiol., 1996, 33, E375.
8. Myers, M. G. J.; Backer, J. M.; Sun, X. J.; Shoelson, S.; Hu, P.; Schlessinger, J.; Yoakim, M.; Schaffhausen, B.; White, M. F. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 10350.
9. Skolnik, E. Y.; Batzer, A.; Li, N.; Lee, C. H.; Lowenstein, E.; Mohammadi, M.; Margolis, B.; Schlessinger, J. Science, 1993, 260, 1953.
10. Lechleider, R. J.; Freeman, R. M. Jr.; Neel, B. G. J. Biol. Chem., 1993, 268, 13434.
11. Lee, C. H.; Li, W.; Nishimura, R.; Zhou, M.; Batzer, A. G.; Myers, M. G. Jr.; White, M. F.; Schlessinger, J.; Skolnik, E. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 11713.
12. Withers, D. J.; Burks, D. J.; Towery, H. H.; Altamuro, S. L.; Flint, C. L.; White, M. F. Nat. Genet., 1999, 23, 32-40.
13. Dresner, A.; Laurent, D.; Marcucci, M.; Griffin, M. E.; Dufour, S.; Cline, G. W.; Slezak, L. A.; Andersen, D. K.; Hundal, R. S.; Rothman, D. L.; Petersen, K. F.; Shulman, G. I. J. Clin. Invest., 1999, 103, 253.
14. Sun, X. J.; Goldberg, J. L.; Qiao, L. Y.; Mitchell, J. J. Diabetes, 1999, 48, 1359.
15. Pederson, T; Kramer D.; Rondinone C. M. Diabetes, 2001, 50, 24.
16. Li, J.; De Fea, K.; Roth, R. A. J. Biol. Chem., 1999, 274, 9351.
17. DeFea, K.; Roth, R. A. J. Biol. Chem., 1997, 272, 31400.
18. Virkamaki, A.; Ueki, K.; Kahn, C. R. J. Clin. Invest., 1999, 103, 931.
19. Tanti, J. F.; Grémeaux, T.; van-Obberghen, E.; Le-Marchand-Brustel, Y. J. Biol. Chem., 1994, 269, 6051.
20. Hotamisligil, G. S.; Murray, D. L.; Choy, L. N.; Spiegelman, B. M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 4854.
21. Hotamisligil, G. S.; Peraldi, P.; Budavari, A.; Ellis, R.; White, M. F.; Spiegelman, B. M. Science, 1996, 271, 665.
22. Kanety, H.; Feinstein, R.; Papa, M. Z.; Hemi, R.; Karasik, A. J. Biol. Chem., 1995, 270, 23780.
23. Aguirre, V.; Uchida, T.; Yenush, L.; Davis, R.; White, M. F. J. Biol. Chem., 2000, 275, 9047.
24. Aguirre, V.; Werner, E. D.; Giraud, J.; Lee, Y. H.; Shoelson, S. E.; White, M. F. J. Biol. Chem. 2002, 277, 1531.
25. Hirosumi, J.; Tuncman, G.; Chang, L.; Gorgun, C. Z.; Uysal, K. T.; Maeda, K.; Karin, M.; Hotamisligil, G. S. Nature, 2002, 420, 333.
26. Lee, Y. H.; Giraud, J.; Davis, R. J.; White, M. F. J. Biol. Chem. 2003, 278, 2896.
27. Greene, M. W.; Sakaue, H.; Wang, L.; Alessi, D. R.; Roth, R. A. J. Biol. Chem., 2003, 278, 8199.
28. Rui, L.; Aguirre, V.; Kim, J. K.; Shulman, G. I.; Lee, A.; Corbould, A.; Dunaif, A.; White, M. F. J. Clin. Investig., 2001, 107, 181.
29. Jiang, G.; Dallas-Yang, Q.; Liu, F.; Moller, D. E.; Zhang, B. B. J. Biol. Chem., 2003, 278, 180.
30. Yu, C.; Chen, Y.; Cline, G. W.; Zhang, D.; Zong, H.; Wang, Y.; Bergeron, R.; Kim, J. K.; Cushman, S. W.; Cooney, G. J.; Atcheson, B.; White, M. F.; Kraegen, E. W.; Shulman, G. I. J. Biol. Chem. 2002, 277, 50230.
31. De Fea, K.; and Roth, R. A. Biochemistry, 1997, 36, 12939.
32. Ozes, O. N.; Akca, H.; Mayo, L. D.; Gustin, J. A.; Maehama, T.; Dixon, J. E.; Donner, D. B. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001, 98, 4640.
33. Delahaye, L.; Mothe-Satney, I.; Myers, M. G.; White, M. F.; Van Obberghen, E. Endocrinology, 1998, 139, 4911.
34. Kim, J. A.; Yeh, D. C.; Ver, M.; Li, Y.; Carranza, A.; Conrads, T. P.; Veenstra, T. D.; Harrington, M. A.; Quon, M. J. J. Biol Chem., 2005, Apr 22; [Epub ahead of print]
35. Qiao, L. Y.; Zhande, R.; Jetton, T. L.; Zhou, G.; Sun, X. J. J. Biol. Chem., 2002, 277, 26530.
36. Jakobsen, S. N.; Hardie, D. G.; Morrice, N.; Tornqvist, H. E. J. Biol. Chem., 2001, 276, 46912
37. Greene, M.W.; Morrice, N.; Garofalo, R.S.; Roth, R.A. Biochem. J., 2004, 378, 105.
38. Li, Y.; Soos, T.J.; Li, X.; Wu, J.; DeGennaro, M.; Sun, X.; Littman, D.R.; Birnbaum, M.J.; Polakiewicz, R.D. J. Biol. Chem., 2004, 279, 45304.
39. Sommerfeld, M. Mr; Metzger, S.; Stosik M.; Tennagels, N.; Eckel, J. Biochemistry, 2004, 43, 5888.
40. Moeschel, K.; Beck, A.; Weigert, C.; Lammers, R.; Kalbacher, H.; Voelter, W.; Schleicher, E. D.; Haring, H. U.; Lehmann, R. J. Biol. Chem., 2004, 279, 25157.
41. Kahn, B. B.; Flier, J. S. J. Clin. Invest., 2000, 106, 473.
42. Kruszynska, Y. T.; Olefsky, J. M. J. Investig. Med., 1996, 44, 413.
43. Birnbaum, M. J. J. Clin. Invest., 2001, 108, 655.
44. Sun, X. J.; Rothenberg, P.; Kahn, C. R.; Backer, J. M.; Araki, E.; Wilden, P. A.; Cahill, D. A.; Goldstein, B. J.; White, M. F. Nature, 1991, 352, 73.
45. Eldar-Finkelman, H.; Krebs, E. G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, 94, 9660.
46. Yuan, M.; Konstantopoulos, N.; Lee, J.; Hansen, L.; Li, Z. W.; Karin, M.; Shoelson, S. E. Science, 2001, 293, 1673.
47. Kim, J. K.; Kim, Y. J.; Fillmore, J. J.; Chen, Y.; Moore, I.; Lee, J.; Yuan, M.; Li, Z. W.; Karin, M.; Perret, P.; Shoelson, S. E.; Shulman, G. I. J. Clin. Invest., 2001, 108, 437.
48. Hotamisligil, G. S. Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord., 2003, 27, S53.
49. Chang, L.; Karin, M. Nature, 2001, 410, 37.
50. Boden, G.; Shulman, G.I. Eur. J. Clin. Invest., 2002, 32, 14.
51. Shulman, G. I. J. Clin. Invest., 2000, 106, 171.
52. Griffin, M.E.; Marcucci, M.J.; Cline, G.W.; Bell, K.; Barucci, N.; Lee, D.; Goodyear, L.J.; Kraegen, E.W.; White, M.F.; Shulman, G.I. Diabetes, 1999, 48, 1270.
53. Osada, S.; Mizuno, K.; Saido, T. C.;Suzuki, K.; Kuroki, T.; Ohno, S. Mol. Cell. Biol., 1992, 12, 3930.
54. Chang, J. D.; Xu, J.; Raychowdhury, M. K.; Ware, J. A. J. Biol. Chem., 1993, 268, 14208.
55. Bell, K.S.; Schmitz-Peiffer, C.; Lim-Fraser, M.; Biden, T. J.; Cooney, G. J.; Kraegen EW. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 2000, 279, 1196.
56. Donnelly, R.; Reed, M. J.; Azhar, S.; Reaven, G.M. Endocrinology, 1994, 135, 2369.
57. Qu, X.; Seale, J. P.; Donnelly, R. J. Endocrinol., 1999, 162, 207.
58. Yu, C.; Chen, Y.; Cline, G. W.; Zhang, D.; Zong, H.; Wang, Y.; Bergeron, R.; Kim, J.K.; Cushman, S.W.; Cooney, G. J.; Atcheson, B.; White, M. F.; Kraegen, E. W.; Shulman, G. I. J. Biol. Chem., 2002, 277, 50230.
59. Strack, V.; Hermige, A. M.; Krutzfeldt, J.; Bossenmaier, B.; Klein, H. H.; Kellerer, M.; Lammers, R.; Haring, H. U. Diabetologia, 2000, 43, 443.
60. Itani, S. I.; Zhou, Q.; Pories, W. J.; MacDonald, K. G.; Dohm, G. L. Diabetes, 2000, 49, 1353.
61. Itani, S. I.; Pories, W. J.; Macdonald, K. G.; Dohm, G. L. Metabolism, 2001, 50, 553.
62. Kim, J. K.; Fillmore, J. J.; Sunshine. M. J.; Albrecht, B.; Higashimori, T.; Kim, D. W.; Liu, Z. X.; Sons, T. J.; Cline, G. W.; O'Brien, W. R.; Littman, D. R.; Shulman, G. I. J. Clin. Invest., 2004, 114, 823.
63. Shoelson, S. E.; Lee, J.; Yuan, M. Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord., 2003, 27, S49.
64. Cai, D.; Yuan, M.; Frantz, D, F.; Melendez, P. A.; Hansen, L.; Lee, J.; Shoelson, S. E. Nature Medicine, 2005, 11, 183.
65. Yuan, M.; Konstantopoulos, N.; Lee, J.; Hansen, L.; Li, Z. W.; Karin, M.; Shoelson, S. E. Science, 2001, 293, 1673.
66. Hundal, R.S.; Petersen, K. F.; Mayerson, A. B.; Randhawa, P. S.; Inzucchi, S.; Shoelson, S. E.; Shulman, G. I. J. Clin. Invest., 2002, 109, 1321.
67. Gao, Z.; Hwang, D.; Bataille, F.; Lefevre, M.; York, D.; Quon, M. J.; Ye, J. J. Biol Chem., 2002, 277, 48115.
68. Arkan, M. C.; Hevener, A. L.; Greten, F. R.; Maeda, S.; Li, Z. W.; Long, J. M.; Wynshaw-Boris, A.; Poli, G.; Olefsky, J.; Karin, M. Nature Medicine., 2005, 11, 191.
69. Cantley, C. The phosphoinositide 3-kinase pathway, Science, 2002, 206, 1655.
70. White, M. F.Insulin signaling in health and disease, Science, 2005, 302, 1710.
71. Manning, B. D.; Tee, A. R.; Logsdon, M. N.; Blenis, J.; Cantley, L. C. Mol. Cell, 2002, 10, 151.
72. Inoki, K.; Li, Y.; Zhu, T.; Wu, J.; Guan, K. L. Nat. Cell Biol., 2002, 4, 648.
73. Garami, A.; Zwartkruis, F. J.; Nobukuni, T.; Joaquin, M.; Roccio, M.; Stocker, H.; Kozma, S.; Hafen, E.; Bos, J.; Thomas, G. Mol. Cell, 2003, 11, 1457.
74. Inoki, K.; Li, Y.; Xu, T.; Guan, K.; L. Genes Dev., 2003, 17, 1829.
75. Hay, M.; Sonenberg, N. Genes Dev., 2004, 18, 1926.
76. Martin, K. A; Blenis, J. Adv. Cancer Res., 2002, 86, 1.
77. Shah, O. J.; Anthony, J. C.; Kimball, S. R.; Jefferson, L. S. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 2000, 279, 715.
78. Fingar, D.C.; Blenis, J. Oncogene, 2004, 23, 3151.
79. Haruta, T.; Uno, T.; Kawahara, J.; Takano, A.; Egawa, K.; Sharma, P. M.; Olefsky, J. M.; Kobayashi, M. Mol. Endocrinol. 2000, 14:783.
80. Carlson, C. J.; White, M. F; Rondinone, C. M. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2004, 316, 533.
81. Berg, C. E.; Lavan, B. E.; Rondinone, C. M. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2002, 293, 1021.
82. Takano, A.; Usui, I.; Haruta, T.; Kawahara. J.; Uno, T.; Iwata, M.; Kobayashi. M. Mol. Cell. Biol., 2001, 21, 5050.
83. Tremblay, F.; Marette, A. J. Biol. Chem., 2001, 276:38052.
84. Harrington, L.S.; Findlay, G.M.; Gray, A.; Tolkacheva, T.; Wigfield, S.; Rebholz, H.; Barnett, J.; Leslie, N.R.; Cheng, S.; Shepherd, P.R.; Gout, I.; Downes, C.P.; Lamb, R.F. J. Cell Biol., 2004, 166, 213.
85. Shah, O. J.; Wang, Z.; Hunter, T. Curr. Biol., 2004, 14, 1650.
86. Werner, E.D.; Lee, J.; Hansen, L.; Yuan, M.; Shoelson, S.E. J. Biol. Chem., 2004, 279, 35298.
87. Um, S.H.; Frigerio, F.; Watanabe, M.; Picard, F.; Joaquin, M.; Sticker, M.; Fumagalli, S.; Allegrini, P.R.; Kozma, S.C.; Auwerx, J.; Thomas, G. Nature, 2004, 431, 200.
88. Shaw, M.; Cohen, P. FEBS Lett., 1999, 461, 120.
89. Saito, Y.; Vandenheede, J. R.; Cohen, P. Biochem. J., 1994, 303, 27.
90. Li, L.; Yuan, H.; Weaver, C. D.; Mao, J.; Farr, G. H. 3rd; Sussman, D. J.; Jonkers, J.; Kimelman, D.; Wu, D. EMBO J., 1999, 18, 4233.
91. Sutherland, C.; Leighton, I. A.; Cohen, P. Biochem. J., 1993, 296, 15.
92. Parker, P. J.; Caudwell, F. B.; Cohen, P. Eur. J. Biochem., 1983, 130, 227.
93. Cross, D. A.; Alessi, D. R.; Cohen, P.; Andjelkovich, M.; Hemmings, B. A. Nature, 1995, 378, 785.
94. Orena, S. J.; Torchia, A. J.; Garofalo, R. S. J. Biol. Chem., 2000, 275, 15765.
95. Liberman, Z.; Eldar-Finkelman, H. J. Biol. Chem., 2005, 280, 4422.
96. Summers, S. A.; Kao, A. W.; Kohn, A. D.; Backus, G. S.; Roth, R. A.; Pessin, J. E.; Birnbaum, M. J. J. Biol. Chem., 1999, 274, 17934.
97. Tabata, I.; Schluter, J.; Gulve, E. A.; Holloszy, J. O. Diabetes, 1994, 43, 903.
98. Eldar-Finkelman, H.; Schreyer, S. A.; Shinohara, M. M.; LeBoeuf, R. C.; Krebs, E. G. Diabetes, 1999, 48, 1662.
99. Coghlan, M. P.; Culbert, A. A.; Cross, D. A.; Corcoran, S. L.; Yates, J. W.; Pearce, N. J.; Rausch, O. L.; Murphy, G. J.; Carter, P. S.; Roxbee Cox, L. Chem. Biol., 2000, 7, 793.
100. Lochhead, P. A.; Coghlan, M.; Rice, S. Q. J.; Sutherland, C. Diabetes, 2001, 50, 937.
101. Henriksen, E. J.; Kinnick, T. R.; Teachey, M. K.; O'Keefe,M. P.; Ring, D.; Johnson, K. W.; Harrison, S. D. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 2003, 284, E892.
102. Ring, D. B.; Johnson, K. W.; Henriksen, E. J.; Nuss, J. M.; Goff, D.; Kinnick, T. R.; Ma, S. T.; Reeder, J. W.; Samuels, I.; Slabiak, T.; Wagman, A. S.; Hammond, M.-E. W.; Harrison,S. D. Diabetes, 2003, 52, 588.
103. Cline, G. W.; Johnson, K.; Regittnig, W.; Perret, P.; Tozzo, E.; Xiao, L.; Damico, C.; Shulman, G. I. Diabetes, 2002, 51, 2903.
104. Frame, S.; Cohen, P.; Biondi, R. M. Mol. Cell, 2001, 7, 1321.
105. Halder, S. K.; Takemori, H.; Hatano, O.; Nonaka, Y.; Wada, A.; Okamoto, M. Endocrinology, 1998, 139, 3316.
106. Wang, Z.; Takemori, H.; Halder, S. K.; Nonaka, Y.; Okamoto, M. FEBS Lett., 1999, 453, 135.
107. Katoh, Y.; Takemori, H.; Horike, N.; Doi, J.; Muraoka, M.; Min, L.; Okamoto, M. Mol. Cell. Endocrinol., 2004, 217, 109.
108. Horike, N.; Takemori, H.; Katoh, Y.; Doi, J.; Min, L.; Asano, T.; Sun, X. J.; Yamamoto, H.; Kasayama, S.; Muraoka, M.; Nonaka, Y.; Okamoto, M. J. Biol. Chem., 2003, 278, 18440.
109. Hardie, D. G.; Carling, D. Eur. J. Biochem., 1997, 246, 259.
110. Hardie, D. G.; Scott, J. W.; Pan, D. A.; Hudson, E. R. FEBS Lett., 2003, 546, 113.
111. Hardie, D. G.; Carling, D.; Carlson, M. Annu. Rev. Biochem., 1998, 67, 821.
112. Abu-Elheiga, L.; Oh, W.; Kordari, P.; Wakil, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2003, 100:10207.
113. Zhou, G.; Myers, R.; Li, Y.; Chen, Y.; Shen, X.; Fenyk-Melody, J.; Wu, M.; Ventre, J.; Doebber, T.; Fujii, N.; Musi, N.; Hirshman, M.F.; Goodyear, L.J.; Moller, D.E. J. Clin. Invest., 2001, 108, 1167.
114. Song, X. M.; Fiedler, M.; Galuska, D.; Ryder, J. W.; Fernstrom, M.; Chibalin, A. V.; Wallberg-Henriksson, H.; Zierath, J. R. Diabetologia, 2002, 45, 56.
115. Minokoshi, Y.; Kim, Y. B.; Peroni, O. D.; Fryer, L. G.; Muller, C.; Carling, D.; Kahn, B. B. Nature, 2002, 415, 339.
116. Yamauchi, T.; Kamon, J.; Minokoshi, Y.; Ito, Y.; Waki, H.; Uchida, S.; Yamashita, S.; Noda, M.; Kita, S.; Ueki, K.; Eto, K.; Akanuma, Y.; Froguel, P.; Foufelle, F.; Ferre, P.; Carling, D.; Kimura, S.; Nagai, R.; Kahn, B. B.; Kadowaki, T. Nat. Med., 2002, 8, 1288.
117. Buhl, E. S.; Jessen, N.; Pold, R.; Ledet, T.; Flyvbjerg, A.; Pedersen, S. B.; Pedersen, O.; Schmitz, O.; Lund, S. 2002. Diabetes, 2002, 51, 2199.
118. Iglesias, M. A.; Ye, J. M.; Frangioudakis, G.; Saba, A. K.; Tomas, E.; Ruderman, N. B.; Cooney, G. J.; Kraegen, E. W. Diabetes, 2002, 51, 2886.
119. Bergeron, R.; Previs, S. F.; Cline, G. W.; Perret, P.; Russell, R. R.; Young, L. H.; Shulman, G. I. Diabetes, 2001, 50, 1076.
120. Jakobsen, S. N.; Hardie, D. G.; Morrice, N.; Tornqvist, H. E. J. Biol. Chem., 2001, 276, 46912.
121. Horman, S.; Browne, G.; Krause, U.; Patel, J.; Vertommen, D.; Bertrand, L.; Lavoinne A.; Hue, L.; Proud, C.; Rider, M. Curr. Biol., 2002, 12, 1419.
122. Bolster, D. R.; Crozier, S. J.; Kimball, S. R.; Jefferson, L. S. J. Biol. Chem. 2002, 277, 23977.
123. Krause, U.; Bertrand, L.; Hue, L. Eur. J. Biochem., 2002, 269, 3751.
124. Kawaguchi, T.; Osatomi, K.; Yamashita, H.; Kabashima, T.; Uyeda, K. J. Biol. Chem., 2001, 277, 3829.
125. Yang, W.; Hong, Y. H.; Shen, X. Q.; Frankowski, C.; Camp, H. S.; Leff, T. J. Biol. Chem., 2001, 276, 38341.
126. Leclerc, I.; Lenzner, C.; Gourdon, L.; Vaulont, S.; Kahn, A.; Viollet, B. Diabetes, 2001, 50, 1515.
127. Habinowski, S. A.; Witters, L. A. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, 286, 852.