走化性コアシグナル単位の改変はキナーゼオフ状態への拘束をもたらす

Sci. Signal. 10 Nov 2020:
Vol. 13, Issue 657, eabc1328
DOI: 10.1126/scisignal.abc1328

Alise R. Muok^1,2, Teck Khiang Chua¹, Madhur Srivastava^1,3, Wen Yang², Zach Maschmann¹, Petr P. Borbat^1,3, Jenna Chong¹, Sheng Zhang¹, Jack H. Freed^1,3, Ariane Briegel², and Brian R. Crane^1,*

1. ¹ Department of Chemistry and Chemical Biology, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA.
2. ² Institute for Biology, Leiden University, Sylviusweg 72, 2333 BE Leiden, Netherlands.
3. ³ National Biomedical Center for Advanced ESR Technologies (ACERT), Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA.

* Corresponding author. Email: bc69@cornell.edu

要約

細菌の化学受容体であるヒスチジンキナーゼCheAと共役タンパク質CheWは、注目すべき感知特性をもつ膜貫通型の分子配置を形成する。受容体は、誘引物質または忌避物質の存在に応じて、CheAキナーゼ活性をそれぞれ阻害または刺激する。われわれは、化学受容体の細胞質領域を改変すると、受容体二量体が三量体立体配置になり、CheAとCheWとのあいだでよく性質が理解されている複合体を形成してCheAのキナーゼオフ状態を促進すると推測した。これらのコアシグナル伝達単位の模倣物を均一に会合させ、パルス双極子電子スピン共鳴分光法（PDS）を用いた部位特異的スピンラベル、X線小角散乱、標的タンパク質架橋結合、クライオ電子顕微鏡により検討した。キナーゼオフ状態は特に安定しており、ドメインの移動度が相対的に低く、ヒスチジン基質とドッキングドメインがキナーゼコアに結合していたため、触媒活性が阻害された。総合すると、これらのデータは、コアシグナル伝達単位の抑制状態に対する実験的拘束モデルを提供しており、化学受容体はキナーゼおよび基質ドメインを間接的に隔離することで、ヒスチジンの自己リン酸化が制限されることを示唆している。

Citation: A. R. Muok, T. K. Chua, M. Srivastava, W. Yang, Z. Maschmann, P. P. Borbat, J. Chong, S. Zhang, J. H. Freed, A. Briegel, B. R. Crane, Engineered chemotaxis core signaling units indicate a constrained kinase-off state. Sci. Signal. 13, eabc1328 (2020).