The Effect of WNK4 on the Na+–Cl− Cotransporter Is Modulated by Intracellular Chloride

Abstract

It is widely recognized that the phenotype of familial hyperkalemic hypertension is mainly a consequence of increased activity of the renal Na + -Cl 2 cotransporter (NCC) because of altered regulation by with no-lysine-kinase 1 (WNK1) or WNK4. either by low chloride hypotonic stress or coinjection of oocytes with the solute carrier family 26 (anion exchanger)-member 9 (SLC26A9) cRNA, promoted WNK4 autophosphorylation and increased NCC-dependent Na + transport in a WNK4-dependent manner. Substitution of the leucine with phenylalanine at residue 322 of WNK4, homologous to the chloride-binding pocket in L-WNK1, converted WNK4 into a constitutively autophosphorylated kinase that activated NCC, even without chloride depletion. Elimination of the catalytic activity (D321A or D321K-K186D) or the autophosphorylation site (S335A) in mutant WNK4-L322F abrogated the positive effect on NCC. These observations suggest that WNK4 can exert differential effects on NCC, depending on the intracellular chloride concentration.

With no lysine L-WNK1 isoforms are negative regulators of the K+-Cl− cotransporters

“…The crystal structure of WNK1 kinase domain indicates that residues K233 and D368 are in close vicinity perhaps generating ionic interactions critical for the kinase domain to exerts its effect upon target proteins (21). Recently, Bazúa-Valenti et al (4) demonstrated that introduction of the double mutant KDDK in WNK4 lacking the Cl Ϫ -binding sites prevented the activation of NCC and eliminated most of its activity. Thus we generated the double-charge K233D/D368K mutant (KDDK) into L-WNK1-⌬11 to analyze the kinase dependency on the activity of KCC3a after cell swelling.…”

“…The responsiveness of the SLC12 family members to changes in extracellular chloride parallels their phosphorylation state, suggesting that these transporters are controlled by chloride-sensitive protein kinases (4,43,64). In a recent study, Piala et al (46) demonstrated that chloride stabilizes the inactive conformation of L-WNK1, preventing kinase autophosphorylation and activation.…”

Réabsorption du sel et sécrétion du potassium par le néphron distal

“…En effet, en fonction des modèles utilisés, WNK4 et WNK1 présentaient, dans certaines études, un rôle activateur de NCC et, dans d'autres, un rôle inhibiteur (voir plus loin). Deux publications récentes de notre équipe ont permis de commencer à expliquer ces contradictions [7,8]. La première démontre que les résultats contradictoires des études portant sur la régulation de NCC par WNK1 provenaient de l'utilisation d'un ADN complémen-taire (ADNc) de WNK1 présentant une mutation inactivatrice [8].…”

“…La première démontre que les résultats contradictoires des études portant sur la régulation de NCC par WNK1 provenaient de l'utilisation d'un ADN complémen-taire (ADNc) de WNK1 présentant une mutation inactivatrice [8]. La deuxième montre que les effets activateurs et inhibiteurs de WNK4 sur la régulation de NCC sont en fait présents au sein d'une même cellule et qu'ils sont modulés par la concentration intracellulaire de chlorure [7]. Dans cette revue, nous reviendrons sur ces récentes découvertes et nous proposerons un nouveau modèle pour expliquer le rôle que jouent WNK1 et WNK4 dans la régulation du transport de NaCl et de potassium dans le rein.…”

“…En effet, sa mutation en phénylalanine diminue la sensibilité de L-WNK1 au chlorure [24]. La concentration en chlorure retrouvée dans les modèles cellulaires in vitro est plus élevée que celle observée dans les cellules du DCT (40-50 mM [7] versus 10-20 mM [26] (Figure 2). (Figure 3).…”