Příprava a charakterizace katalytické domény lidské proteinkinasy ASK1.

Abstract

Proteinkinasa ASK1 (z angl. apoptosis signal-regulating kinase 1) patří do rodiny mitogeny aktivovaných proteinkinas kinas kinas (tzv. MAP3K) a hraje důležitou roli v imunitních a stresových odpovědích. Vzhledem k souvislosti mezi její zvýšenou aktivitou a rozvojem nemocí jako např. rakovina, kardiovaskulární a neurodegenerativní onemocnění, je tato bílkovina perspektivní cíl pro vývoj léčiv. Celý enzym se skládá z 1374 aminokyselinových zbytků (lidská ASK1), ale katalyticky aktivní je pouze Ser/Thr kinasová doména nacházející se přibližně uprostřed molekuly. Aktivita ASK1 je regulována prostřednictvím interakcí s různými proteiny včetně proteinu 14-3-3. Tento protein se váže na fosforylovaný serinový zbytek ASK1 v pozici 966 na C-konci katalytické domény. Tato vazebná interakce má za následek inhibici ASK1 prostřednictvím zatím neznámého mechanismu. Při stresovém signálu, nejčastěji při oxidativním stresu, se ASK1 na Ser966 defosforyluje a protein 14-3-3 disociuje. Rozpad komplexu ASK1:14-3-3 je jedním z dějů, které vedou k aktivaci ASK1. Cílem této práce byla příprava komplexu katalytické domény ASK1 s proteinem 14-3-3 pro následné studium interakcí těchto dvou proteinů. Oba proteiny byly úspěšně exprimovány v buňkách E. coli a purifikovány. Dále byly připraveny i různé mutantní formy obou těchto...

Protein kinase ASK1 (apoptosis signal-regulating kinase 1) is a member of the mitogen- activated protein kinase kinase kinase (MAP3K) family and plays a crucial role in immune and stress responses. Since the increased activity of ASK1 has been linked to the development of several diseases including cancer, cardiovascular and neurodegenerative diseases, this enzyme is a promising target for therapeutical intervention in these pathologies. The molecule of ASK1 consists of 1374 amino acid residues, but catalytic activity possesses only a kinase domain located approximately in the middle of the molecule. The activity of ASK1 is regulated by interactions with various proteins including the 14-3-3 protein. This protein recognizes a phosphorylated motif around Ser966 at the C-terminus of the catalytic domain of ASK1. This binding interaction inhibits ASK1 through unknown mechanism. ASK1 under stress conditions, such as oxidative stress, is dephosphorylated at Ser966 and the 14-3-3 protein dissociates. This dissociation is then one of the factors that lead to the activation of ASK1. The aim of this diploma thesis was to prepare a complex of the catalytic domain of ASK1 with the 14-3-3 protein for subsequent structural studies. Both proteins were expressed in E. coli cells and successfully purified. In...