キナーゼのクオリティーコントロールに関わるCdc37の構造と機能の解析

参与激酶质量控制的Cdc37的结构和功能分析

基本信息

批准号：
15032225
负责人：
宮田愛彦
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15032225/
关键词：
Cdc37 Hsp90 CK2 キナーゼリン酸化シグナル伝達分子シャペロンがん細胞増殖

项目摘要

Cdc37はさまざまな細胞内シグナル伝達経路に関わるキナーゼと複合体を形成し、Hsp90と共に働いてターゲットキナーゼの構造と機能を保証する分子シャペロンである。本研究では、Cdc37の機能が保存されたN末端領域のSer13のCK2によるリン酸化で制御されることを見いだした。このリン酸化サイトに変異を持つCdc37は、Raf1,Akt, Cdk4,MOK等のクライアントキナーゼとの結合能が著しく減弱していた。従って、CK2によるリン酸化がCdc37のキナーゼに対するシャペロン機能に必須である。CK2の特異的阻害剤による細胞処理でCdc37のリン酸化が低下し、Cdc37のクライアントキナーゼは不安定化した。一方でCdc37は細胞質でCK2に直接結合し、この結合がCK2のキナーゼ活性を上昇させた。従って、CK2-Cdc37は互いに相手の機能を必要とするポジティヴ・フィードバックループを形成して多数のシグナル伝達キナーゼの活性発現を保証する一種のマスタースイッチとして働き得ることが明らかになった。ショウジョウバエの脳のサイズが小さい変異体Minibrainの責任遺伝子Mnbは哺乳類のDyrkファミリーキナーゼのホモログであり、ヒトのDyrk1Aはクロモソーム21番のダウン症候群責任領域に存在する。Dyrkファミリーキナーゼは細胞の発生・分化に関与し、細胞分裂やタンパク質分解の制御等の重要な生理作用を持つ事から注目されている。Dyrkファミリーの細胞内結合タンパク質の探索を行ない、Dyrk1B, Dyrk4が細胞内でHsp90及びCdc37と複合体を形成することを明らかにした。Hsp90の機能を阻害するとDyrk1BとDyrk4は細胞質でアグリゲーションを形成し、Cdc37/Hsp90がこれらのキナーゼが細胞内で可溶性に安定して存在するのに必須であることが示された。

CDC37是一种分子伴侣，与参与各种细胞内信号通路的激酶形成复合物，并与HSP90一起使用，以确保靶激酶的结构和功能。在这项研究中，我们发现Cdc37功能受保守的N末端区域中Ser13的CK2磷酸化调节。在该磷酸化位点具有突变的Cdc37具有与RAF1，AKT，CDK4和MOK等客户激酶的结合能力的显着降低。因此，CK2磷酸化对于针对CDC37激酶的伴侣功能至关重要。 CK2特异性抑制剂的细胞处理降低了CDC37磷酸化和不稳定的CDC37客户端激酶。同时，CDC37在细胞质中直接与CK2结合，从而增加了CK2的激酶活性。因此，已经揭示了CK2-CDC37可以充当一种主开关，形成一个正面反馈回路，需要伴侣功能，从而确保多个信号激酶的主动表达。果蝇小型蛋白酶的负责任GENE MNB是果蝇中脑大小较小的突变体，是哺乳动物dyrk家族激酶的同源物，人类dyrk1a位于唐氏综合症的负责任区域，染色体21。Dyrk家族激酶与细胞的发育和细胞分化有关，因为它们引起了细胞和分化的影响。我们研究了DYRK家族的细胞内结合蛋白，并揭示了Dyrk1b和Dyrk4在细胞中与HSP90和CDC37形成复合物。 HSP90功能的抑制会导致DYRK1B和DYRK4在细胞质中形成聚集，这表明CDC37/HSP90对于这些激酶在细胞中的可溶性和稳定存在至关重要。