Mechanism of activation and inactivation of Gq/phospholipase C-Β signaling nodes

Chemical Reviews

Volumn 111, Issue 10, 2011, Pages 6120-6129

  Harden, T Kendall ^a   Waldo, Gary L ^a   Hicks, Stephanie N ^a   Sondek, John ^a  

^a UNIVERSITY OF NORTH CAROLINA SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC RESOLUTION; C-TERMINAL DOMAINS; CATALYTIC DOMAINS; GENERAL BASE; MEMBRANE ASSOCIATION; NUCLEOPHILIC ATTACK; STRUCTURAL DOMAINS;

AMINO ACIDS; ASSOCIATION REACTIONS; MAMMALS; SUGARS;

SIGNAL TRANSDUCTION;

G PROTEIN COUPLED RECEPTOR; GUANINE NUCLEOTIDE BINDING PROTEIN ALPHA SUBUNIT; GUANOSINE TRIPHOSPHATE; PHOSPHOLIPASE C BETA;

ANIMAL; BIOCATALYSIS; CHEMISTRY; HUMAN; HYDROLYSIS; LIPID METABOLISM; METABOLISM; PROTEIN BINDING; PROTEIN CONFORMATION; REVIEW; SIGNAL TRANSDUCTION;

ANIMALS; BIOCATALYSIS; GTP-BINDING PROTEIN ALPHA SUBUNITS, GQ-G11; GUANOSINE TRIPHOSPHATE; HUMANS; HYDROLYSIS; LIPID METABOLISM; PHOSPHOLIPASE C BETA; PROTEIN BINDING; PROTEIN CONFORMATION; RECEPTORS, G-PROTEIN-COUPLED; SIGNAL TRANSDUCTION;

EID: 80054087654     PISSN: 00092665     EISSN: 15206890     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr200209p     Document Type: Review

References (122)

1. Berridge, M. J. Annu. Rev. Biochem. 1987, 56, 159
2. Yin, H. L.; Janmey, P. A. Annu. Rev. Physiol. 2003, 65, 761
3. Suh, B. C.; Hille, B. Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 175
4. Ling, K.; Schill, N. J.; Wagoner, M. P.; Sun, Y.; Anderson, R. A. Trends Cell. Biol. 2006, 16, 276
5. Harden, T. K.; Sondek, J. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2006, 46, 355
6. Michell, R. H. Biochim. Biophys. Acta 1975, 415, 81
7. Nishizuka, Y. Science 1992, 258, 607
8. Rebecchi, M. J.; Pentyala, S. N. Physiol. Rev. 2000, 80, 1291
9. Rhee, S. G. Annu. Rev. Biochem. 2001, 70, 281
10. Rhee, S. G.; Bae, Y. S. J. Biol. Chem. 1997, 272, 15045
11. Horstman, D. A.; Chattopadhyay, A.; Carpenter, G. Arch. Biochem. Biophys. 1999, 361, 149
12. Katan, M.; Rodriguez, R.; Matsuda, M.; Newbatt, Y. M.; Aherne, G. W. Adv. Enzyme Regul. 2003, 43, 77
13. Bunney, T. D.; Katan, M. Trends Cell Biol. 2006, 16, 640
14. Harden, T. K.; Hicks, S. N.; Sondek, J. J. Lipid Res. 2009, 50 (Suppl.) S243
15. Nakamura, Y.; Fukami, K. Physiology (Bethesda) 2009, 24, 332
16. Suh, P. G.; Park, J. I.; Manzoli, L.; Cocco, L.; Peak, J. C.; Katan, M.; Fukami, K.; Kataoka, T.; Yun, S.; Ryu, S. H. BMB Rep. 2008, 41, 415
17. Bunney, T. D.; Katan, M. Trends Biochem. Sci. 2011, 36, 88
18. Drin, G.; Scarlata, S. Cell. Signalling 2007, 19, 1383
19. Katan, M.; Williams, R. L. Semin. Cell Dev. Biol. 1997, 8, 287
20. Waldo, G. L.; Ricks, T. K.; Hicks, S. N.; Cheever, M. L.; Kawano, T.; Tsuboi, K.; Wang, X.; Montell, C.; Kozasa, T.; Sondek, J.; Harden, T. K. Science 2010, 330, 974
21. Ferguson, K. M.; Lemmon, M. A.; Schlessinger, J.; Sigler, P. B. Cell 1995, 83, 1037
22. Essen, L. O.; Perisic, O.; Cheung, R.; Katan, M.; Williams, R. L. Nature 1996, 380, 595
23. Lomasney, J. W.; Cheng, H. F.; Wang, L. P.; Kuan, Y.; Liu, S.; Fesik, S. W.; King, K. J. Biol. Chem. 1996, 271, 25316
24. Jezyk, M. R.; Snyder, J. T.; Gershberg, S.; Worthylake, D. K.; Harden, T. K.; Sondek, J. Nat. Struct. Mol. Biol. 2006, 13, 1135
25. Illenberger, D.; Walliser, C.; Nurnberg, B.; Diaz Lorente, M.; Gierschik, P. J. Biol. Chem. 2003, 278, 3006
26. Snyder, J. T.; Singer, A. U.; Wing, M. R.; Harden, T. K.; Sondek, J. J. Biol. Chem. 2003, 278, 21099
27. Kawasaki, H.; Kretsinger, R. H. Protein Profile 1994, 1, 343
28. Nalefski, E. A.; Falke, J. J. Protein Sci. 1996, 5, 2375
29. Essen, L. O.; Perisic, O.; Lynch, D. E.; Katan, M.; Williams, R. L. Biochemistry 1997, 36, 2753
30. Wierenga, R. K. FEBS Lett. 2001, 492, 193
31. Cheng, H. F.; Jiang, M. J.; Chen, C. L.; Liu, S. M.; Wong, L. P.; Lomasney, J. W.; King, K. J. Biol. Chem. 1995, 270, 5495
32. Ellis, M. V.; U, S.; Katan, M. Biochem. J. 1995, 307, 69
33. Ellis, M. V.; James, S. R.; Perisic, O.; Downes, C. P.; Williams, R. L.; Katan, M. J. Biol. Chem. 1998, 273, 11650
34. Heinz, D. W.; Essen, L. O.; Williams, R. L. J. Mol. Biol. 1998, 275, 635
35. Gresset, A.; Hicks, S. N.; Harden, T. K.; Sondek, J. J. Biol. Chem. 2010, 285, 35836
36. Piechulek, T.; Rehlen, T.; Walliser, C.; Vatter, P.; Moepps, B.; Gierschik, P. J. Biol. Chem. 2005, 280, 38923
37. Walliser, C.; Retlich, M.; Harris, R.; Everett, K. L.; Josephs, M. B.; Vatter, P.; Esposito, D.; Driscoll, P. C.; Katan, M.; Gierschik, P.; Bunney, T. D. J. Biol. Chem. 2008, 283, 30351
38. Shibatohge, M.; Kariya, K.; Liao, Y.; Hu, C. D.; Watari, Y.; Goshima, M.; Shima, F.; Kataoka, T. J. Biol. Chem. 1998, 273, 6218
39. Kelley, G. G.; Reks, S. E.; Ondrako, J. M.; Smrcka, A. V. EMBO J. 2001, 20, 743
40. Lopez, I.; Mak, E. C.; Ding, J.; Hamm, H. E.; Lomasney, J. W. J. Biol. Chem. 2001, 276, 2758
41. Song, C.; Hu, C. D.; Masago, M.; Kariyai, K.; Yamawaki-Kataoka, Y.; Shibatohge, M.; Wu, D.; Satoh, T.; Kataoka, T. J. Biol. Chem. 2001, 276, 2752
42. Kelley, G. G.; Reks, S. E.; Smrcka, A. V. Biochem. J. 2004, 378, 129
43. Jin, T. G.; Satoh, T.; Liao, Y.; Song, C.; Gao, X.; Kariya, K.; Hu, C. D.; Kataoka, T. J. Biol. Chem. 2001, 276, 30301
44. Citro, S.; Malik, S.; Oestreich, E. A.; Radeff-Huang, J.; Kelley, G. G.; Smrcka, A. V.; Brown, J. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 15543
45. Saunders, C. M.; Larman, M. G.; Parrington, J.; Cox, L. J.; Royse, J.; Blayney, L. M.; Swann, K.; Lai, F. A. Development 2002, 129, 3533
46. Hwang, J. I.; Oh, Y. S.; Shin, K. J.; Kim, H.; Ryu, S. H.; Suh, P. G. Biochem. J. 2005, 389, 181
47. Nakahara, M.; Shimozawa, M.; Nakamura, Y.; Irino, Y.; Morita, M.; Kudo, Y.; Fukami, K. J. Biol. Chem. 2005, 280, 29128
48. Zhou, Y.; Wing, M. R.; Sondek, J.; Harden, T. K. Biochem. J. 2005, 391, 667
49. Zhou, Y.; Sondek, J.; Harden, T. K. Biochemistry 2008, 47, 4410
50. Gilman, A. G. Annu. Rev. Biochem. 1987, 56, 615
51. Clapham, D. E.; Neer, E. J. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1997, 37, 167
52. Smrcka, A. V. Cell. Mol. Life Sci. 2008, 65, 2191
53. Goodhardt, M.; Ferry, N.; Geynet, P.; Hanoune, J. J. Biol. Chem. 1982, 257, 11577
54. Boyer, J. L.; Garcia, A.; Posadas, C.; Garcia-Sainz, J. A. J. Biol. Chem. 1984, 259, 8076
55. Evans, T.; Martin, M. W.; Hughes, A. R.; Harden, T. K. Mol. Pharmacol. 1985, 27, 32
56. Evans, T.; Hepler, J. R.; Masters, S. B.; Brown, J. H.; Harden, T. K. Biochem. J. 1985, 232, 751
57. Litosch, I.; Wallis, C.; Fain, J. N. J. Biol. Chem. 1985, 260, 5464
58. Cockcroft, S.; Gomperts, B. D. Nature 1985, 314, 534
59. Uhing, R. J.; Jiang, H.; Prpic, V.; Exton, J. H. FEBS Lett. 1985, 188, 317
60. Straub, R. E.; Gershengorn, M. C. J. Biol. Chem. 1986, 261, 2712
61. Hepler, J. R.; Harden, T. K. Biochem. J. 1986, 239, 141
62. Martin, T. F.; Bajjalieh, S. M.; Lucas, D. O.; Kowalchyk, J. A. J. Biol. Chem. 1986, 261, 10141
63. Strathmann, M.; Simon, M. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 9113
64. Wilkie, T. M.; Scherle, P. A.; Strathmann, M. P.; Slepak, V. Z.; Simon, M. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 10049
65. Smrcka, A. V.; Hepler, J. R.; Brown, K. O.; Sternweis, P. C. Science 1991, 251, 804
66. Taylor, S. J.; Chae, H. Z.; Rhee, S. G.; Exton, J. H. Nature 1991, 350, 516
67. Waldo, G. L.; Boyer, J. L.; Morris, A. J.; Harden, T. K. J. Biol. Chem. 1991, 266, 14217
68. Sternweis, P. C.; Smrcka, A. V. Ciba Found. Symp. 1993, 176, 96
69. Exton, J. H. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1996, 36, 481
70. Singer, W. D.; Brown, H. A.; Sternweis, P. C. Annu. Rev. Biochem. 1997, 66, 475
71. Wu, D.; Jiang, H.; Katz, A.; Simon, M. I. J. Biol. Chem. 1993, 268, 3704
72. Lee, S. B.; Shin, S. H.; Hepler, J. R.; Gilman, A. G.; Rhee, S. G. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25952
73. Paulssen, R. H.; Woodson, J.; Liu, Z.; Ross, E. M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 26622
74. Ilkaeva, O.; Kinch, L. N.; Paulssen, R. H.; Ross, E. M. J. Biol. Chem. 2002, 277, 4294
75. Kim, C. G.; Park, D.; Rhee, S. G. J. Biol. Chem. 1996, 271, 21187
76. Singer, A. U.; Waldo, G. L.; Harden, T. K.; Sondek, J. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 32
77. Camps, M.; Hou, C.; Sidiropoulos, D.; Stock, J. B.; Jakobs, K. H.; Gierschik, P. Eur. J. Biochem. 1992, 206, 821
78. Camps, M.; Carozzi, A.; Schnabel, P.; Scheer, A.; Parker, P. J.; Gierschik, P. Nature 1992, 360, 684
79. Boyer, J. L.; Waldo, G. L.; Harden, T. K. J. Biol. Chem. 1992, 267, 25451
80. Smrcka, A. V.; Sternweis, P. C. J. Biol. Chem. 1993, 268, 9667
81. Wang, T.; Dowal, L.; El-Maghrabi, M. R.; Rebecchi, M.; Scarlata, S. J. Biol. Chem. 2000, 275, 7466
82. Barr, A. J.; Ali, H.; Haribabu, B.; Snyderman, R.; Smrcka, A. V. Biochemistry 2000, 39, 1800
83. Cassel, D.; Selinger, Z. Biochim. Biophys. Acta 1976, 452, 538
84. Cassel, D.; Levkovitz, H.; Selinger, Z. J. Cyclic Nucleotide Res. 1977, 3, 393
85. Ross, E. M.; Wilkie, T. M. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 795
86. Bollag, G.; McCormick, F. Annu. Rev. Cell Biol. 1991, 7, 601
87. Berstein, G.; Blank, J. L.; Smrcka, A. V.; Higashijima, T.; Sternweis, P. C.; Exton, J. H.; Ross, E. M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 8081
88. Berstein, G.; Blank, J. L.; Jhon, D. Y.; Exton, J. H.; Rhee, S. G.; Ross, E. M. Cell 1992, 70, 411
89. Biddlecome, G. H.; Berstein, G.; Ross, E. M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 7999
90. Mukhopadhyay, S.; Ross, E. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 9539
91. Turcotte, M.; Tang, W.; Ross, E. M. PLoS Comput. Biol. 2008, 4, e1000148
92. Slep, K. C.; Kercher, M. A.; He, W.; Cowan, C. W.; Wensel, T. G.; Sigler, P. B. Nature 2001, 409, 1071
93. Hicks, S. N.; Jezyk, M. R.; Gershburg, S.; Seifert, J. P.; Harden, T. K.; Sondek, J. Mol. Cell 2008, 31, 383
94. Wang, T.; Montell, C. Pfluegers Arch. 2007, 454, 821
95. Dohlman, H. G.; Thorner, J. J. Biol. Chem. 1997, 272, 3871
96. Wang, Q.; Liu, M.; Mullah, B.; Siderovski, D. P.; Neubig, R. R. J. Biol. Chem. 2002, 277, 24949
97. Ross, E. M. Curr. Biol. 2008, 18, R777
98. Tesmer, J. J.; Berman, D. M.; Gilman, A. G.; Sprang, S. R. Cell 1997, 89, 251
99. Chen, C. K.; Burns, M. E.; He, W.; Wensel, T. G.; Baylor, D. A.; Simon, M. I. Nature 2000, 403, 557
100. Lishko, P. V.; Martemyanov, K. A.; Hopp, J. A.; Arshavsky, V. Y. J. Biol. Chem. 2002, 277, 24376
101. Arshavsky, V. Y.; Lamb, T. D.; Pugh, E. N., Jr. Annu. Rev. Physiol. 2002, 64, 153
102. Lutz, S.; Freichel-Blomquist, A.; Yang, Y.; Rumenapp, U.; Jakobs, K. H.; Schmidt, M.; Wieland, T. J. Biol. Chem. 2005, 280, 11134
103. Rojas, R. J.; Yohe, M. E.; Gershburg, S.; Kawano, T.; Kozasa, T.; Sondek, J. J. Biol. Chem. 2007, 282, 29201
104. Lutz, S.; Shankaranarayanan, A.; Coco, C.; Ridilla, M.; Nance, M. R.; Vettel, C.; Baltus, D.; Evelyn, C. R.; Neubig, R. R.; Wieland, T.; Tesmer, J. J. Science 2007, 318, 1923
105. Carman, C. V.; Parent, J. L.; Day, P. W.; Pronin, A. N.; Sternweis, P. M.; Wedegaertner, P. B.; Gilman, A. G.; Benovic, J. L.; Kozasa, T. J. Biol. Chem. 1999, 274, 34483
106. Tesmer, V. M.; Kawano, T.; Shankaranarayanan, A.; Kozasa, T.; Tesmer, J. J. Science 2005, 310, 1686
107. Shoemaker, B. A.; Portman, J. J.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8868
108. Sugase, K.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Nature 2007, 447, 1021
109. Shankaranarayanan, A.; Thal, D. M.; Tesmer, V. M.; Roman, D. L.; Neubig, R. R.; Kozasa, T.; Tesmer, J. J. J. Biol. Chem. 2008, 283, 34923
110. Philip, F.; Kadamur, G.; Silos, R. G.; Woodson, J.; Ross, E. M. Curr. Biol. 2010, 20, 1327
111. Rebres, R. A.; Roach, T. I.; Fraser, I. D.; Philip, F.; Moon, C.; Lin, K. M.; Liu, J.; Santat, L.; Cheadle, L.; Ross, E. M.; Simon, M. I.; Seaman, W. E. J. Biol. Chem. 2011, 286, 942
112. Ellis, M. V.; Carne, A.; Katan, M. Eur. J. Biochem. 1993, 213, 339
113. Schnabel, P.; Camps, M. Biochem. J. 1998, 330, 461
114. Fernald, A. W.; Jones, G. A.; Carpenter, G. Biochem. J. 1994, 302 (Part 2) 503
115. Kurokawa, M.; Yoon, S. Y.; Alfandari, D.; Fukami, K.; Sato, K.; Fissore, R. A. Dev. Biol. 2007, 312, 407
116. Zhang, W.; Neer, E. J. J. Biol. Chem. 2001, 276, 2503
117. Horstman, D. A.; DeStefano, K.; Carpenter, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 7518
118. Seifert, J. P.; Zhou, Y.; Hicks, S. N.; Sondek, J.; Harden, T. K. J. Biol. Chem. 2008, 283, 29690
119. Boguslavsky, V.; Rebecchi, M.; Morris, A. J.; Jhon, D. Y.; Rhee, S. G.; McLaughlin, S. Biochemistry 1994, 33, 3032
120. Van Raamsdonk, C. D.; Bezrookove, V.; Green, G.; Bauer, J.; Gaugler, L.; OBrien, J. M.; Simpson, E. M.; Barsh, G. S.; Bastian, B. C. Nature 2009, 457, 599
121. Van Raamsdonk, C. D.; Griewank, K. G.; Crosby, M. B.; Garrido, M. C.; Vemula, S.; Wiesner, T.; Obenauf, A. C.; Wackernagel, W.; Green, G.; Bouvier, N.; Sozen, M. M.; Baimukanova, G.; Roy, R.; Heguy, A.; Dolgalev, I.; Khanin, R.; Busam, K.; Speicher, M. R.; OBrien, J.; Bastian, B. C. N. Engl. J. Med. 2010, 363, 2191
122. Zhong, H.; Wade, S. M.; Woolf, P. J.; Linderman, J. J.; Traynor, J. R.; Neubig, R. R. J. Biol. Chem. 2003, 278, 7278