2′,3′-cyclic nucleotide phosphodiesterase (CNPase) as a target in neurodegenerative diseases

Neurochemical Journal

Volumn 7, Issue 1, 2013, Pages 1-15

  Baburina, Yu L ^a   Krestinina, O V ^a   Azarashvili, T S ^a,b  

^a INSTITUTE OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL BIOPHYSICS   (Russian Federation)

^b NONE   (Russian Federation)

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ageing; mitochondria; neurodegeneration; phosphodiesterase

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EID: 84874798140     PISSN: 18197124     EISSN: 18197132     Source Type: Journal    
DOI: 10.1134/S1819712412040034     Document Type: Review

References (144)

1. Uyemura, K., Tobari, C., Hirano, S., and Tsukada, Y., J. Neurochem., 1972, vol. 19, pp. 2607-2614.
2. Adams, C. W., Davison, A. N., and Gregson, N. A., J. Neurochem., 1963, vol. 10, pp. 383-395.
3. Whitefeld, P. R., Heppel, L. A., and Markham, R., Biochem. J., 1955, vol. 60, pp. 15-19.
4. Sims, N. R., Bernard, C. C., Horvath, L., Mackay, I. R., and Carnegie, P. R., Adv. Exp. Med. Biol., 1978, vol. 100, pp. 411-422.
5. Nishizawa, Y., Kurihara, T., and Takahashi, Y., Brain Res., 1981, vol. 212, pp. 219-222.
6. Yu, W. P., Collarini, E. J., Pringle, N. P., and Richardson, W. D., Neuron, 1994, vol. 12, pp. 1353-1362.
7. Epand, R. M., Biochim. Biophys. Acta, 1998, vol. 1376, pp. 353-368.
8. Pritzker, L. B., Joshi, S., Gowan, J. J., Harauz, G., and Moscarello, M. A., Biochemistry, 2000, vol. 39, pp. 5374-5381.
9. Balendiran, G. K., Schnutgen, F., Scapin, G., Borchers, T., Xhong, N., Lim, K., Godbout, R., Spener, F., and Sacchettini, J. C., J. Biol. Chem., 2000, vol. 275, pp. 27045-27054.
10. Grever, W. E., Weidenheim, K. M., Tricoche, M., Rashbaum, W. K., and Lyman, W. D., J. Neurosci. Res., 1997, vol. 47, pp. 332-340.
11. Garbay, B., Heape, A. M., Sargueil, F., and Cassagne, C., Prog. Neurobiol., 2000, vol. 61, pp. 267-304.
12. Shapira, R., Mobley, W. C., Thiele, S. B., Wilhelmi, M. R., Wallace, A., and Kibler, R. F., J. Neurochem., 1978, vol. 30, pp. 735-744.
13. Kim, S. U., McMorris, F. A., and Sprinkle, T. J., Brain Res., 1984, vol. 300, pp. 195-199.
14. Yoshino, J. E., Dinneen, M. P., Sprinkle, T. J., and Devries, G. H., Brain Res., 1985, vol. 325, pp. 199-203.
15. Gravel, M., Peterson, J., Yong, V. W., Kottis, V., Trapp, B., and Braun, P. E., Mol. Cell Neurosci., 1996, vol. 7, pp. 453-466.
16. Yin, X., Peterson, J., Gravel, M., Braun, P. E., and Trapp, B. D., J. Neurosci. Res., 1997, vol. 50, pp. 238-247.
17. Rasband, M. N., Tayler, J., Kaga, Y., Yang, Y., Lappe-Siefke, C., Nave, K. A., and Bansal, R., Glia, 2005, vol. 50, pp. 86-90.
18. Lee, J., Gravel, M., Zhang, R., Thibault, P., and Braun, P. E., J. Cell Biol., 2005, vol. 170, pp. 661-673.
19. Lee, J., Gravel, M., Gao, E., O'Neill, R. C., and Braun, P. E., J. Biol. Chem., 2001, vol. 276, pp. 14804-14813.
20. Prinos, P., Slack, C., and Lasko, D. D., J. Cell Biochem., 1995, vol. 58, pp. 115-131.
21. Sprinkle, T. J., Tippins, R. B., and Kestler, D. P., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1987, vol. 145, pp. 686-691.
22. Stingo, S., Masullo, M., Polverini, E., Laezza, C., Ruggiero, I., Arcone, R., Ruozi, E., Dal, P. F., Malfitano, A. M., D'Ursi, A. M., and Bifulco, M., Chem. Biol. Drug Des., 2007, vol. 70, pp. 502-510.
23. Lajtha, A., Toth, J., Fujimoto, K., and Agrawal, H. C., Biochem. J., 1977, vol. 164, pp. 323-329.
24. Rothman, J. E. and Lenard, J., Science, 1977, vol. 195, pp. 743-753.
25. Braun, P. E., Sandillon, F., Edwards, A., Matthieu, J. M., and Privat, A., J. Neurosci., 1988, vol. 8, pp. 3057-3066.
26. McMorris, F. A., Kim, S. U., and Sprinkle, T. J., Brain Res., 1984, vol. 292, pp. 123-131.
27. Trapp, B. D., Bernier, L., Andrews, S. B., and Colman, D. R., J. Neurochem., 1988, vol. 51, pp. 859-868.
28. Yoshino, J. E., Griffin, J. W., and Devries, G. H., J. Neurochem., 1983, vol. 41, pp. 1126-1130.
29. Jones, M. and Keenan, R. W., Biochim. Biophys. Acta, 1981, vol. 678, pp. 403-407.
30. Dreiling, C. E., Schilling, R. J., and Reitz, R. C., Biochim. Biophys. Acta, 1981, vol. 640, pp. 114-120.
31. Muller, H. W., Clapshaw, P. A., and Seifert, W., FEBS Lett., 1981, vol. 131, pp. 37-40.
32. Drummond, R. J., Hamill, E. B., and Guha, A., J. Neurochem., 1978, vol. 31, pp. 871-878.
33. Kurihara, T., Nishizawa, Y., Takahashi, Y., and Odani, S., Biochem. J., 1981, vol. 195, pp. 153-157.
34. Sprinkle, T. J., Grimes, M. J., and Eller, A. G., J. Neurochem., 1980, vol. 34, pp. 880-887.
35. Tsukada, Y., Nagai, K., and Suda, H., J. Neurochem., 1980, vol. 34, pp. 1019-1022.
36. Edwards, A. M. and Braun, P. E., Dev. Neurosci., 1988, vol. 10, pp. 75-80.
37. Muller, H. W., FEBS Lett., 1982, vol. 144, pp. 77-80.
38. Gravel, M., DeAngelis, D., and Braun, P. E., J. Neurosci. Res., 1994, vol. 38, pp. 243-247.
39. Monoh, K., Kurihara, T., Sakimura, K., and Takahashi, Y., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1989, vol. 165, pp. 1213-1220.
40. Kurihara, T., Monoh, K., Sakimura, K., and Takahashi, Y., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1990, vol. 170, pp. 1074-1081.
41. Yu, W. P., Collarini, E. J., Pringle, N. P., and Richardson, W. D., Neuron, 1994, vol. 12, pp. 1353-1362.
42. Vogel, U. S. and Thompson, R. J., Nucleic Acid Res., 1987, vol. 15, p. 7204.
43. Kurihara, T., Fowler, A. V., and Takahashi, Y., J. Biol. Chem., 1987, vol. 262, pp. 3256-3261.
44. Olafson, R. W., Drummond, G. I., and Lee, J. F., Can. J. Biochem., 1969, vol. 47, pp. 961-966.
45. Hugli, T. E., Bustin, M., and Moore, S., Brain Res., 1973, vol. 58, pp. 191-203.
46. Sogin, D. C., J. Neurochem., 1976, vol. 27, pp. 1333-1337.
47. Whitefeld, P. R., Heppel, L. A., and Markham, R., Biochem. J., 1955, vol. 60, pp. 15-19.
48. Sprinkle, T. J., Crit. Rev. Neurobiol., 1989, vol. 4, pp. 235-301.
49. Heaton, P. A. and Eckstein, F., Nucleic Acid Res., 1996, vol. 24, pp. 850-853.
50. Agrawal, H. C., Sprinkle, T. J., and Agrawal, D., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1990, vol. 170, pp. 817-823.
51. Kim, T. and Pfeiffer, S. E., J. Neurocytol., 1999, vol. 28, pp. 281-293.
52. Braun, P. E., De, A. D., Shtybel, W. W., and Bernier, L., J. Neurosci. Res., 1991, vol. 30, pp. 540-544.
53. Esposito, C., Scrima, M., Carotenuto, A., Tedeschi, A., Rovero, P., D'Errico, G., Malfitano, A. M., Bifulco, M., and D'Ursi, A. M., Biochemistry, 2008, vol. 47, pp. 308-319.
54. De Angelis, D. A. and Braun, P. E., J. Neurosci. Res., 1994, vol. 39, pp. 386-397.
55. Cox, M. E., Gao, E. N., and Braun, P. E., J. Neurosci. Res., 1994, vol. 39, pp. 513-518.
56. Agrawal, H. C., Sprinkle, T. J., and Agrawal, D., Neurochem. Res., 1994, vol. 19, pp. 721-728.
57. Vogel, U. S. and Thompson, R. J., J. Neurochem., 1988, vol. 50, pp. 1667-1677.
58. Kemp, B. E. and Pearson, R. B., Trends Biochem. Sci., 1990, vol. 15, pp. 342-346.
59. O'Neill, R. C. and Braun, P. E., J. Neurochem., 2000, vol. 74, pp. 540-546.
60. Stricker, R., Lottspeich, F., and Reiser, G., Biol. Chem. Hoppe Seyler, 1994, vol. 375, pp. 205-209.
61. Cho, S. J., Jung, J. S., Jin, I., and Moon, I. S., Mol. Cells, 2003, vol. 16, pp. 128-135.
62. Cho, S. J., Jung, J. S., Shin, S. C., Jin, I., Ko, B. H., Kim, K. Y., Suh-Kim, H., and Moon, I. S., Exp. Mol. Med., 2003, vol. 35, pp. 486-493.
63. Dyer, C. A. and Benjamins, J. A., J. Neurosci. Res., 1989, vol. 24, pp. 201-211.
64. Bifulco, M., Laezza, C., Stingo, S., and Wolff, J., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2002, vol. 99, pp. 1807-1812.
65. Bostwick, D. G., J. Cell Biochem. Suppl., 1992, vol. 16H, pp. 10-19.
66. Sawaya, R., Schwer, B., and Shuman, S., J. Biol. Chem., 2003, vol. 278, pp. 43928-43938.
67. Pick, L. and Hurwitz, J., J. Biol. Chem., 1986, vol. 261, pp. 6684-6693.
68. Phizicky, E. M., Schwartz, R. C., and Abelson, J., J. Biol. Chem., 1986, vol. 261, pp. 2978-2986.
69. Tyc, K., Kellenberger, C., and Filipowicz, W., J. Biol. Chem., 1987, vol. 262, pp. 12994-13000.
70. Genschik, P., Hall, J., and Filipowicz, W., J. Biol. Chem., 1997, vol. 272, pp. 13211-13219.
71. Ballestero, R. P., Wilmot, G. R., Leski, M. L., Uhler, M. D., and Agranoff, B. W., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1995, vol. 92, pp. 8621-8625.
72. Ballestero, R. P., Wilmot, G. R., Agranoff, B. W., and Uhler, M. D., J. Biol. Chem., 1997, vol. 272, pp. 11479-11486.
73. Ballestero, R. P., Dybowski, J. A., Levy, G., Agranoff, B. W., and Uhler, M. D., J. Neurochem., 1999, vol. 72, pp. 1362-1371.
74. Kozlov, G., Lee, J., Elias, D., Gravel, M., Gutierrez, P., Ekiel, I., Braun, P. E., and Gehring, K., J. Biol. Chem., 2003, vol. 278, pp. 46021-46028.
75. Sakamoto, Y., Tanaka, N., Ichimiya, T., Kurihara, T., and Nakamura, K. T., J. Mol. Biol., 2005, vol. 346, pp. 789-800.
76. Hofmann, A., Zdanov, A., Genschik, P., Ruvinov, S., Filipowicz, W., and Wlodawer, A., EMBO J., 2000, vol. 19, pp. 6207-6217.
77. Kato, M., Shirouzu, M., Terada, T., Yamaguchi, H., Murayama, K., Sakai, H., Kuramitsu, S., and Yokoyama, S., J. Mol. Biol., 2003, vol. 329, pp. 903-911.
78. Nasr, F. and Filipowicz, W., Nucleic Acid Res., 2000, vol. 28, pp. 1676-1683.
79. Mazumder, R., Iyer, L. M., Vasudevan, S., and Aravind, L., Nucleic Acid Res., 2002, vol. 30, pp. 5229-5243.
80. Gravel, M., Robert, F., Kottis, V., Gallouzi, I. E., Pelletier, J., and Braun, P. E., J. Neurosci. Res., 2009, vol. 87, pp. 1069-1079.
81. Scherer, S. S., Braun, P. E., Grinspan, J., Collarini, E., Wang, D. Y., and Kamholz, J., Neuron, 1994, vol. 12, pp. 1363-1375.
82. Halestrap, A. P. and Brenner, C., Curr. Med. Chem., 2003, vol. 10, pp. 1507-1525.
83. Brdiczka, D., Beutner, G., Ruck, A., Dolder, M., and Wallimann, T., Biofactors, 1998, vol. 8, pp. 235-242.
84. Giulian, D., Iwanij, V., Dean, G., and Drummond, R. J., Brain Res., 1983, vol. 265, pp. 217-225.
85. Giulian, D. and Moore, S., J. Biol. Chem., 1980, vol. 255, pp. 5993-5995.
86. McFerran, B. and Burgoyne, R., J. Cell Sci., 1997, vol. 110, pp. 2979-2985.
87. Stariha, R. L. and Kim, S. U., Microsc. Res. Tech., 2001, vol. 52, pp. 680-688.
88. Grunler, J. and Parmryd, I., FEBS Lett., 1999, vol. 455, pp. 233-237.
89. Parmryd, I. and Dallner, G., Arch. Biochem. Biophys., 1999, vol. 364, pp. 153-160.
90. De Angelis, D. A. and Braun, P. E., J. Neurochem., 1996, vol. 67, pp. 943-951.
91. Laezza, C., Wolff, J., and Bifulco, M., FEBS Lett., 1997, vol. 413, pp. 260-264.
92. Lappe-Siefke, C., Goebbels, S., Gravel, M., Nicksch, E., Lee, J., Braun, P. E., Griffiths, I. R., and Nave, K. A., Nat. Genet., 2003, vol. 33, pp. 366-374.
93. Yuryev, A., Ono, M., Goff, S. A., Macaluso, F., and Wennogle, L. P., Mol. Cell Biol., 2000, vol. 20, pp. 4870-4878.
94. Ventura, A., Maccarana, M., Raker, V. A., and Pelicci, P. G., J. Biol. Chem., 2004, vol. 279, pp. 2299-2306.
95. Bernardi, P., Physiol. Rev., 1999, vol. 79, pp. 1127-1155.
96. Zohar, H., Israelson, A., Hamad, S., and Shoshan-Barmatz, V., Biochem. J., 2004, vol. 377, pp. 347-355.
97. Brenner, C., Cadiou, H., Vieira, H. L., Zamzami, N., Marzo, I., Xie, Z., Leber, B., Andrews, D., Duclohier, H., Reed, J. C., and Kroemer, G., Oncogene, 2000, vol. 19, pp. 329-336.
98. Kokoszka, J. E., Waymire, K. G., Levy, S. E., Sligh, J. E., Cai, J., and Jones, D. P., MacGregor G. R., Wallace D. C, Nature, 2004, vol. 427, pp. 461-465.
99. Baines, C. P., Kaiser, R. A., Sheiko, T., Craigen, W. J., and Molkentin, J. D., Nat. Cell Biol., 2007, vol. 9, pp. 550-555.
100. Azarashvili, T. S., Tyynela, J., Odinokova, I. V., Grigorjev, P. A., Baumann, M., Evtodienko, Y. V., and Saris, N. E., J. Bioenerg. Biomembr., 2002, vol. 34, pp. 279-284.
101. Azarashvili, T., Krestinina, O., Galvita, A., Grachev, D., Baburina, Y., Stricker, R., Evtodienko, Y., and Reiser, G., Am. J. Physiol. Cell Physiol., 2009, vol. 296, pp. C1428-C1439.
102. Low, R. L., Mitochondrion, 2003, vol. 2, pp. 225-236.
103. Peters, A., Rosene, D. L., Moss, M. B., Kemper, T. L., Abraham, C. R., Tigges, J., and Albert, M. S., J. Neuropathol. Exp. Neurol., 1996, vol. 55, pp. 861-874.
104. Sloane, J. A., Hinman, J. D., Lubonia, M., Hollander, W., and Abraham, C. R., J. Neurochem., 2003, vol. 84, pp. 157-168.
105. Gravel, M., Peterson, J., Yong, V. W., Kottis, V., Trapp, B., and Braun, P. E., Mol. Cell Neurosci., 1996, vol. 7, pp. 453-466.
106. Yin, X., Peterson, J., Gravel, M., Braun, P. E., and Trapp, B. D., J. Neurosci. Res., 1997, vol. 50, pp. 238-247.
107. Schlaepfer, W. W., Brain Res., 1977, vol. 136, pp. 1-9.
108. Albert, M., Neurobiol. Aging, 1993, vol. 14, pp. 623-625.
109. Kiatipattanasakul, W., Nakamura, S., Hossain, M. M., Nakayama, H., Uchino, T., Shumiya, S., Goto, N., and Doi, K., Acta Neuropathol., 1996, vol. 92, pp. 242-248.
110. Lintner, R. N. and Dyer, C. A., J. Neurosci. Res., 2000, vol. 60, pp. 437-449.
111. Hinman, J. D., Peters, A., Cabral, H., Rosene, D. L., Hollander, W., Rasband, M. N., and Abraham, C. R., J. Comp. Neurol., 2006, vol. 495, pp. 351-362.
112. Tanaka, J., Okuma, Y., Tomobe, K., and Nomura, Y., Biol. Pharm. Bull., 2005, vol. 28, pp. 615-618.
113. Ames, B. N., Shigenaga, M. K., and Hagen, T. M., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, vol. 90, pp. 7915-7922.
114. Papa, S. and Skulachev, V. P., Mol. Cell Biochem., 1997, vol. 174, pp. 305-319.
115. Wallace, D. C., Shoffner, J. M., Trounce, I., Brown, M. D., Ballinger, S. W., Corral-Debrinski, M., Horton, T., Jun, A. S., and Lott, M. T., Biochim. Biophys. Acta, 1995, vol. 1271, pp. 141-151.
116. Rottenberg, H. and Wu, S., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1997, vol. 240, pp. 68-74.
117. Crompton, M., Aging Cell, 2004, vol. 3, pp. 3-6.
118. Krestinina, O. V., Kruglov, A. G., Grachev, D. E., Baburina, Yu. L., Evtodienko, Yu. V., Moshkov, D. A., Santalova, I. M., and Azarashvili, T. S., Biol. Membr., 2010, vol. 27.
119. Grune, T., Jung, T., Merker, K., and Davies, K. J., Int. J. Biochem. Cell Biol., 2004, vol. 36, pp. 2519-2530.
120. Crompton, M., J. Physiol., 2000, vol. 529 P.
121. Yin, X., Peterson, J., Gravel, M., Braun, P. E., and Trapp, B. D., J. Neurosci. Res., 1997, vol. 50, pp. 238-247.
122. Torp, R., Head, E., and Cotman, C. W., Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry, 2000, vol. 24, pp. 801-810.
123. Vlkolinsky, R., Cairns, N., Fountoulakis, M., and Lubec, G., Neurobiol. Aging, 2001, vol. 22, pp. 547-553.
124. Roher, A. E., Weiss, N., Kokjohn, T. A., Kuo, Y. M., Kalback, W., Anthony, J., Watson, D., Luehrs, D. C., Sue, L., Walker, D., Emmerling, M., Goux, W., and Beach, T., Biochemistry, 2002, vol. 41, pp. 11080-11090.
125. Leuner, K., Hauptmann, S., Kader, R., Scherping, I., Keil, U., Strosznajder, J. B., Eckert, A., and Muller, W. E., Antioxid. Redox. Signal, 2007, vol. 9, pp. 1659-1675.
126. Lopez, J. R., Lyckman, A., Oddo, S., LaFerla, F. M., Querfurth, H. W., and Shtifman, A., J. Neurochem., 2008, vol. 105, pp. 262-271.
127. Baloyannis, S. J., J. Alzheimers. Dis., 2006, vol. 9, pp. 119-126.
128. Rosenbergova, M., Pristasova, S., and Prachar, J., Acta Virol., 1981, vol. 25, pp. 71-77.
129. Rosenbergova, M. and Pristasova, S., Acta Virol., 1990, vol. 34, pp. 508-516.
130. Rosenbergova, M. and Pristasova, S., Acta Virol., 1991, vol. 35, pp. 401-407.
131. Dutta, R. and Trapp, B. D., Neurology, 2007, vol. 68, pp. S22-S31.
132. Caldwell, P. C., J. Physiol., 1960, vol. 152, pp. 545-560.
133. Craner, M. J., Newcombe, J., Black, J. A., Hartle, C., Cuzner, M. L., and Waxman, S. G., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004, vol. 101, pp. 8168-8173.
134. Waxman, S. G., Nat. Rev. Neurosci., 2006, vol. 7, pp. 932-941.
135. Smith, K. J., Brain Pathol., 2007, vol. 17, pp. 230-242.
136. Waxman, S. G., J. Neurotrauma, 1992, vol. 9, pp. S105-S117.
137. Coleman, M., Nat. Rev. Neurosci., 2005, vol. 6, pp. 889-898.
138. Stys, P. K., J. Neurol. Sci., 2005, vol. 233, pp. 3-13.
139. Mahad, D., Lassmann, H., and Turnbull, D., Neuropathol. Appl. Neurobiol., 2008, vol. 34, pp. 577-589.
140. Mao, P. and Reddy, P. H., Biochim. Biophys. Acta, 2010, vol. 1802, pp. 66-79.
141. Forte, M., Gold, B. G., Marracci, G., Chaudhary, P., Basso, E., Johnsen, D., Yu, X., Fowlkes, J., Rahder, M., Stem, K., Bernardi, P., and Bourdette, D., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, vol. 104, pp. 7558-7563.
142. Scott, L. J. and Figgitt, D. P., CNS. Drugs, 2004, vol. 18, pp. 379-396.
143. Zambonin, J. L., Zhao, C., Ohno, N., Campbell, G. R., Engeham, S., Ziabreva, I., Schwarz, N., Lee, S. E., Frischer, J. M., Turnbull, D. M., Trapp, B. D., Lassmann, H., Franklin, R. J., and Mahad, D. J., Brain, 2011, vol. 134, pp. 1901-1913.
144. Azarashvili, T., Stricker, R., and Reiser, G., Biol. Chem., 2010, vol. 391, pp. 619-629.