Analyzing the role of the p130Cas SH3 domain in p130Cas-mediated signaling

Abstract

IN CZECH Adaptorový protein p130Cas (CAS, BCAR1) propojuje signalizaci od integrinových receptorů s receptory růstových faktorů a ovlivňuje správný embryonální vývoj a tkáňovou homeostázu. Jeho změněná exprese může vyvolat mnoho patologických stavů, včetně nádorového bujení, metastazování a rezistence vůči různým protinádorovým lékům. Molekulární mechanismy, jakými p130Cas přispívá k různým patologickým stavům nejsou zatím jednoznačně popsány. Cílem mé doktorské práce bylo tedy poskytnout nové poznatky o signalizaci p130Cas a o její regulaci. Doména SH3 je nepostradatelná pro signalizaci proteinu p130Cas, ale její vazebné preference/regulace nebyly dosud přesně charakterizovány ani strukturně popsány. Proto jsme začali spolupracovat se skupinou Dr. Veverky (Strukturní biologie) a Dr. Lepšíkem (Výpočetní biochemie, AV ČR). S jejich pomocí jsme pak připravili fúzní chiméry SH3 domény proteinu p130Cas se svými ligandy a provedli strukturní analýzu NMR, která nám pomohla strukturně popsat atypický vazebný motiv SH3 domény proteinu p130Cas. Díky této spolupráci jsem se navíc naučil, jak tyto struktury vizualizovat a analyzovat. Tato práce rozšířila naše znalosti o regulaci vazby mezi p130Cas SH3 a jejími ligandy a dále vedla k vylepšenému modelu vazby mezi Src-p130Cas-FAK. Naše snaha sledovat aktivitu...

The adaptor protein p130Cas (CAS, BCAR1) represents a nodal signaling platform for integrin and growth factor receptor signaling, and influences normal development and tissue homeostasis. Its altered expression drives many pathological conditions including tumor growth, metastasis and drug resistance in many cancer types. How p130Cas contributes to many of these pathologies is still poorly understood. Therefore, the overall aim of my PhD work was to provide new insights to p130Cas signaling and its regulation. The SH3 domain is indispensable for p130Cas signaling, but the ligand binding characteristics of the p130Cas SH3 domain, and the structural determinants of its regulation were not well understood. To be able to study various aspects of p130Cas signaling we identified an atypical binding motif in p130Cas SH3 domain by establishing collaborations with Dr Veverka (Structural biology) and Dr Lepšík (Computational biochemistry; Academy of Sciences, CZ) which gave new insight into this binding interface. Through these collaborations I generated chimeras of p130Cas SH3 domain with its ligands for structural NMR analysis and learned how to visualize and analyze structures. Furthermore, my work expanded our knowledge of p130Cas SH3 ligand binding regulation and led to a novel model of Src-p130Cas- FAK...