タンパク質フォールディングはキナーゼに認識される構造に基づく非連続コンセンサスリン酸化モチーフを作り出す

Sci. Signal., 4 November 2014
Vol. 7, Issue 350, p. ra105
DOI: 10.1126/scisignal.2005412

Mariana Lemos Duarte^1,*, Darlene Aparecida Pena^1,*, Felipe Augusto Nunes Ferraz^2,*, Denise Aparecida Berti¹, Tiago José Paschoal Sobreira², Helio Miranda Costa-Junior¹, Munira Muhammad Abdel Baqui³, Marie-Hélène Disatnik⁴, José Xavier-Neto², Paulo Sérgio Lopes de Oliveira², and Deborah Schechtman^1,†

¹ Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo 05508000, Brazil.
² Laboratório Nacional de Biociências, Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, Campinas 13083-970, Brazil.
³ Departamento de Biologia Celular e Molecular, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, São Paulo 14049-900, Brazil.
⁴ Department of Chemical and Systems Biology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.

† Corresponding author. E-mail: deborah@iq.usp.br

* These authors contributed equally to this work.

要約　直鎖状コンセンサスモチーフは、タンパク質間相互作用や触媒修飾のための認識モジュールをなしうるタンパク質内の残基の短い連続配列である。プロテインキナーゼの特異性およびキナーゼの基質へのマッチングは、主に直鎖状コンセンサスモチーフに存在するリン酸化部位によって定義されてきた。しかしながら、リン酸化は、キナーゼに認識される既知の直鎖状コンセンサスモチーフとは一致しない配列内や可変ループ内でも起こる。われわれは、プロテインキナーゼC βI（PKCβI）にリン酸化される部位としてα-チューブリンのThr²⁵³を同定したことを報告する。Thr²⁵³は、PKCの直鎖状コンセンサスモチーフの一部ではない。そのかわり、Thr²⁵³は、折りたたまれたタンパク質で結集してPKCβIの認識モチーフを形成するタンパク質の異なる部分にある塩基性残基からなるPKCリン酸化部位コンセンサスモチーフと似たα-チューブリンの表面上の領域内に存在する。これらの塩基性残基の変異は基質のリン酸化を減少させ、この「構造的に形成された」コンセンサスモチーフの存在、および、そのプロテインキナーゼ−基質間相互作用に対する重要性を確証した。これまでに報告されたプロテインキナーゼA（PKA）およびPKCの基質の解析により、これら2つのキナーゼファミリーの基質の多くで構造的に形成されたコンセンサスモチーフ内の部位が同定された。このように、コンセンサスリン酸化部位モチーフの概念を、これらの構造的に形成されたコンセンサスモチーフ内の部位を含めるよう拡張する必要がある。

M. L. Duarte, D. A. Pena, F. A. Nunes Ferraz, D. A. Berti, T. J. Paschoal Sobreira, H. M. Costa-Junior, M. M. Abdel Baqui, M.-H. Disatnik, J. Xavier-Neto, P. S. Lopes de Oliveira, and D. Schechtman, Protein folding creates structure-based, noncontiguous consensus phosphorylation motifs recognized by kinases. Sci. Signal. 7, ra105 (2014).