哺乳類Hippo経路のタンパク質相互作用ネットワークからキナーゼ−ホスファターゼ相互作用の機構が解明される

Sci. Signal., 19 November 2013
Vol. 6, Issue 302, p. rs15
[DOI: 10.1126/scisignal.2004712]

Amber L. Couzens¹, James D. R. Knight¹, Michelle J. Kean^1,2*, Guoci Teo³, Alexander Weiss¹, Wade H. Dunham¹, Zhen-Yuan Lin¹, Richard D. Bagshaw¹, Frank Sicheri^1,2, Tony Pawson^1,2, Jeffrey L. Wrana^1,2, Hyungwon Choi⁴, and Anne-Claude Gingras^1,2†

¹ Centre for Systems Biology, Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute at Mount Sinai Hospital, Toronto, Ontario M5G 1X5, Canada.
² Department of Molecular Genetics, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A8, Canada.
³ Department of Statistics and Applied Probability, National University of Singapore, Singapore 117546, Singapore.
⁴ Saw Swee Hock School of Public Health, National University of Singapore and National University Health System, Singapore 117597, Singapore.

^* Present address: Laboratory of Plant Molecular Biology, Rockefeller University, New York, NY 10065, USA.

†?Corresponding author. E-mail: gingras@lunenfeld.ca

要約

Hippo経路は、細胞密度および機械的シグナル伝達を含む複数の刺激に応答して、臓器の大きさと組織の恒常性を調節する。ホスファターゼの薬理学的阻害も細胞培養においてHippoシグナル伝達を刺激できる。われわれは、オカダ酸によるセリンおよびスレオニンホスファターゼの阻害が有る場合とない場合について、Hippoタンパク質間相互作用ネットワークを明らかにした。われわれは、これまで認識されていなかった599個を含むタンパク質相互作用749個を同定し、セリンおよびスレオニンホスファターゼとのいくつかの相互作用がリン酸化依存性であることを実証した。MST2（哺乳類STE20様プロテインキナーゼ2）の自己リン酸化を阻害するTループの変異は、STRIPAK（striatinと相互作用するホスファターゼおよびキナーゼ複合体）との会合を分断させた。STRIPAK複合体の構成要素であるSLMAP（筋細胞膜会合タンパク質）のアミノ末端フォークヘッド関連ドメインを欠失させると、MST1およびMST2との会合が阻害された。ホスファターゼ阻害により、MOB1AおよびMOB1B（Mps one binder kinase activator-like 1A and 1B）と相互作用するタンパク質に時間的に異なる変化が生じ、MST1およびMST2などのHippo経路上流タンパク質、ならびに三量体タンパク質ホスファターゼ6複合体（PP6）との相互作用が促進された。ヒトMOB1Bにおけるホスホ−セリンおよびホスホ−スレオニン結合ドメインの一部である3つの塩基性アミノ酸の変異により、オカダ酸で処理した細胞においてMST1およびPP6との相互作用が阻害された。まとめると、われわれの結果から、リン酸化の変化は、Hippoシグナル伝達におけるキナーゼとホスファターゼの間の相互作用を調整することが示唆され、推定される経路調節のメカニズムが得られた。

A. L. Couzens, J. D. R. Knight, M. J. Kean, G. Teo, A. Weiss, W. H. Dunham, Z.-Y. Lin, R. D. Bagshaw, F. Sicheri, T. Pawson, J. L. Wrana, H. Choi, A.-C. Gingras, Protein Interaction Network of the Mammalian Hippo Pathway Reveals Mechanisms of Kinase-Phosphatase Interactions. Sci. Signal. 6, rs15 (2013).