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摘要:
Both environmental cues and intracellular bioenergetic states profoundly affect intracellular pH (pHi).How a cell responds to pHi changes to maintain bioenergetic homeostasis remains elusive.Here we show that SmadS,a well-characterized downstream component of bone morphogenetic protein (BMP) signaling responds to pHi changes.Cold,basic or hypertonic conditions increase pHi,which in turn dissociates protons from the charged amino acid clusters within the MH1 domain of SmadS,prompting its relocation from the nucleus to the cytoplasm.On the other hand,heat,acidic or hypotonic conditions decrease pHi,blocking the nuclear export of Smad5,and thus causing its nuclear accumulation.Active nucleocytoplasmic shuttling of Smad5 induced by environmental changes and pHi fluctuation is independent of BMP signaling,carboxyl terminus phosphorylation and Smad4.In addition,ablation of Smad5 causes chronic and irreversible dysregulation of cellular bioenergetic homeostasis and disrupted normal neural developmental processes as identified in a differentiation model of human pluripotent stem cells.Importantly,these metabolic and developmental deficits in SmadS-deficient cells could be rescued only by cytoplasmic Smad5.Cytoplasmic Smad5 physically interacts with hexokinase 1 and accelerates glycolysis.Together,our findings indicate that Smad5 acts as a pHi messenger and maintains the bioenergetic homeostasis of cells by regulating cytoplasmic metabolic machinery.
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篇名 Smad5 acts as an intracellular pH messenger and maintains bioenergetic homeostasis
来源期刊 细胞研究(英文版) 学科
关键词
年,卷(期) 2017,(9) 所属期刊栏目
研究方向 页码范围 1083-1099
页数 17页 分类号
字数 语种 英文
DOI 10.1038/cr.2017.85
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细胞研究(英文版)
月刊
1001-0602
31-1568/Q
16开
上海岳阳路319号中科院上海生命科学研究院31B,401室
4-645
1990
eng
出版文献量(篇)
2692
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