Mechanismus regulace cyklin-dependentní kinasy 16 prostřednictvím komplexu cyklin Y/14-3-3

Abstract

CDK16 is a cell-cycle-related cyclin-dependent kinase that functions primarily in neurite growth processes, axonal transport regulation and sperm development. It also plays a role in the progression of X-linked intellectual disability and, together with its activating partner cyclin Y, in the development and progression of various types of cancer. Consequently, CDK16 and cyclin Y could represent potential new therapeutic targets. Both CDK16 and cyclin Y are structurally atypical among similar proteins, and the mechanism of activation of CDK16 by cyclin Y is unclear. However, it is clear from recent studies that the interaction between CDK16 and cyclin Y requires the prior interaction of cyclin Y with 14-3-3 proteins. In addition, for cyclin Y to interact with 14-3-3 proteins, its phosphorylation on the S100 and S326 binding sites of 14-3- 3 is required. To investigate the mechanism of activation of CDK16 by cyclin Y, we decided to characterize the interaction between CDK16, cyclin Y and 14-3-3 proteins in detail. The interaction between CDK16, cyclin Y and 14-3-3 proteins was characterized using biophysical methods including fluorescence anisotropy measurements, native electrophoresis, size exclusion chromatography and protein crystallography. The for- mation of binary pCCNY-14-3-3 and ternary...

CDK16 je cyklin-dependentní kinasa podílející se na regulaci buněčného cyklu. Podílí se především na procesech růstu neuritů, regulaci axonálního transportu a vývoji spermií. Hraje také roli v progresi XLID (z angl. X-linked intellectual dis- ability) a spolu se svým aktivačním partnerem cyklinem Y ve vývoji a progresi různých typů rakoviny. CDK16 a cyklin Y by proto mohly představovat potenciální nové terapeutické cíle. CDK16 i cyklin Y jsou strukturně atypické mezi podobnými proteiny a mecha- nismus aktivace CDK16 cyklinem Y zatím není známý. Z předchozích studií však vyplývá, že interakce mezi CDK16 a cyklinem Y vyžaduje předchozí interakci cyk- linu Y s 14-3-3 proteiny. Pro interakci cyklinu Y s 14-3-3 proteiny je nutná fosforylace jeho 14-3-3 vazebných míst, S100 a S326. S cílem zjistit přesný mechanismus aktivace CDK16 jsme se rozhodli blíže charakterizovat interakci mezi CDK16, cyklinem Y a 14-3-3 proteiny. Pro charakterizaci interakcí mezi CDK16, cyklinem Y a 14-3-3 proteiny byla využita řada biofyzikálních metod, včetně fluorescenční anisotropie, nativní gelové elektroforézy, gelové permeační chromatografie a proteinové krystalografie. Pomocí nativní elektroforézy a gelové permeační chromatografie byla potvrzena tvorba binár- ních pCCNY-14-3-3 a ternárních CDK16-pCCNY-14-3-3 proteinových...