Příprava lidské Ca2+/kalmodulin-dependentní proteinkinasy kinasy 2 fosforylované na Ser100 a Ser511

Abstract

5 Abstract Ca2+ /calmodulin-dependent protein kinase kinases (CaMKK) are serine/threonine kinases involved in the calcium signaling pathway. Two CaMKK isoforms were described in mammals: CaMKK1 and CaMKK2. The increase in calcium concentrations induces Ca2+ /CaM binding to the C-terminal segment of CaMKK, thus relieving autoinhibition by disrupting the interaction between the autoinhibitory segment and the kinase domain. Active CaMKK then phosphorylate and activate their downstream kinases CaMK1 and CaMK4, and in the case of CaMKK2 also AMPK. The activity of CaMKK is also regulated by phosphorylation mediated by cAMP-dependent protein kinase A (PKA). This phosphorylation creates two binding motifs recognized by the regulatory 14-3-3 proteins. Previous studies have suggested that the 14-3-3 protein keeps phos- phorylated CaMKK1 in the inhibited state by blocking the dephosphorylation of the inhibitory phosphorylation site and it has been speculated that CaMKK2 is regulated in a similar manner. However, the role of 14-3-3 protein in the regulation of CaMKK2 is unclear. In order to study this protein complex, it is necessary to prepare recombinant CaMKK2 fully phosphorylated at both 14-3-3 binding motifs. The main aim of this bachelor thesis was to optimize the protocol for the phosphorylation of human CaMKK2...

4 Abstrakt Ca2+ /kalmodulin-dependentní proteinkinasa kinasy (CaMKK) jsou serin/threonin kinasy, které se účastní vápníkové signální dráhy, přičemž u savců byly popsány dvě isoformy CaMKK, CaMKK1 a CaMKK2. Při zvýšení intracelulární koncentrace vápenatých kationtů dochází k aktivaci CaMKK prostřednictvím vazby komplexu Ca2+ /kalmodulin na C-koncový segment CaMKK, což uvolní autoihibici přerušením interakcí autoinhibičního segmentu s aktivním centrem kinasy. Aktivované CaMKK následně fosforylují a aktivují proteinkinasy CaMK1 a CaMK4 a v případě CaMKK2 i AMPK. Aktivita CaMKK je dále regulována prostřednictvím fosforylace cAMP-dependentní proteinkinasou A (PKA). Tato fosforylace vytvoří dva vazebné motivy, které jsou rozpoznány regulačními proteiny 14-3-3. Předchozí studie ukázaly, že protein 14-3-3 udržuje fosforylovanou CaMKK1 v inhibovaném stavu tím, že blokuje defosforylaci inhibičního fosforylačního místa. Předpokládá se, že i CaMKK2 by mohla být regulována podobným způsobem. Nicméně úloha vazby proteinu 14-3-3 v regulaci CaMKK2 je nejasná. Pro studium tohoto komplexu je však nutné připravit rekombinantní CaMKK2, která bude plně fosforylována na obou 14-3-3 vazebných motivech. Hlavním cílem této bakalářské práce bylo optimalizovat protokol pro fosforylaci lidské CaMKK2 (rezidua 93-517) obsahující pouze...