Rolle der regulatorischen Domäne für Phorbolesterbindung und katalytische Aktivität der Protein Kinase D2 (PKD2)

Die Proteinkinase D2 (PKD2) gehört zur PKD-Familie, einer Untergruppe der CAMK-Familie der Serin-/Threonin-Kinasen und ist in gastrointestinalen Tumoren überexprimiert. Ihre regulatorische Domäne am C-Terminus enthält sowohl zwei Cystein-reiche Zinkfingerregionen, C1a und C1b, als auch eine Pleckstrin-Homologie-Domäne (PH). PKD2 kann sowohl durch Phorbolester als auch durch G-Protein gekoppelte Rezeptoren aktiviert werden. In der vorliegenden Studie haben wir die Rolle der regulatorischen Domäne für die Bindung von Phorbolestern und die katalytische Aktivität von PKD2 untersucht. Methoden: Die Rolle der regulatorischen Domäne von PKD2 wurde mittels spezifischer Deletionsmutanten der C1a, C1b und der PH Domäne in [3H]-PBu Bindungsstudien, sowie mitels in vitro-Kinaseassays untersucht. Ergebnisse: Unsere Daten zeigen, dass die Cystein-reiche Domäne für die Phorbolesterbindung in PKD2 verantwortlich ist. Die C1a- und C1b-Domäne von PKD2 unterscheiden sich durch ihre Fähigkeit, die Bindung von Phorbolester an die Kinase zu vermitteln. Besonders die C1b-Domäne ist unverzichtbar für Phorbolesterbindung und für die Phorbolester-induzierte PKD2-Aktivierung. Die katalytische Aktivität wird im Gegensatz zur Isoform PKD1 nicht durch die C1a/C1b-Domäne inhibiert. Eine Deletion der PH-Domäne jedoch führt zur konstitutiven Aktivierung des Proteins. Das zeigt, dass die PH Domäne ein negativer Regulator der PKD2-Kinaseaktivität ist. Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass es entscheidende Unterschiede zwischen den Mitgliedern der PKD-Familie hinsichtlich der Kontrolle der katalytischen Aktivität durch die regulatorische Domäne gibt. Dies könnte die spezifischen Signalaufgaben einzelner Mitglieder der PKD-Familie determinieren.

Literatur: 1. Sturany S., Van Lint J., Mueller F., Wilda M., Hameister H., Höcker M., Brey A., Gern U., Vandenheede J., Gress T., Adler G., Seufferlein T. J Biol Chem 2001; 276: 3310-3316 2. Van Lint J., Rykx A., Maeda Y., Vantus T., Sturany S., Malhotra V., Vandenheede J.R., Seufferlein T. Trends Cell Biol 2002; 12 (4): 193-200 3. Sturany S., Van Lint J., Gilchrist A., Vandenheede J.R., Adler G., Seufferlein T. J Biol Chem 2002; 277: 29431-29436

Keywords: Proteinkinase D2, gastrointestinale Tumoren