Бета-субодиниця казеїнкінази 2 як новий зв'язувальний партнер кінази 1 рибосомного білка S6

Abstract

Сигнальні шляхи клітини, відіграють провідну роль у регуляції і координації клітинних процесів. Важливою регуляторною ланкою сигнальних шляхів є родина Ser/Thr протеїнкіназ S6 білка 40S субчастинки рибосом (S6K1 і S6K2), які належать до РІЗ-кіназа-залежного сигнального шляху. На сьогодні виявлено суттєве значення S6K1 для регуляції біосинтезу білка, індукованого мітогенними стимулами внаслідок фосфорилювання рибосомного білка S6. Також показано роль S6 кінази в регуляції клітинного циклу. Актуальним є дослідження білкових партнерів S6K у клітині, особливо із застосуванням методичних підходів, що максимально б відповідали умовам in vivo. Двогібридна система дріжджів є сучасним методом, який широко використовують у світі для виявлення білково-білкових взаємодій. Використавши як байт активовану форму S6K1, скринуванням кДНК-бібліотеки клітин Не La ідентифіковано вісім нових S6K1-зв'язувальних партнерів, серед яких β-субодиниця казеїнкінази 2 (СК2). Біоінформаційний комп'ютерний аналіз первинної послідовності S6K1 виявив існування декількох потенційних сайтів фосфорилювання для СК2, найімовірнішим серед них є Ser17. Підтверджено фосфорилювання S6K1 по Ser17 рекомбінантною СК2 за умов реакції in vitro. Також визначено in vitro взаємодію між рекомбінантними білками S6K1 і СК2β.

Сигнальные пути клетки играют ведущую роль в регуляции и координации клеточных процессов. Семейство Ser/Thr протеинкиназ S6 белка 40S субчастицы рибосом (S6K1 и S6K2) – одно из важнейших регуляторных звеньев сигнальных путей, относящихся к РI3-киназа-зависимому сигнальному пути. Вы­явлено существенное значение S6KI для регуляции биосинтеза белка, индуцированного митогенными стимулами вследствие фосфорилирования рибосомного белка S6. Также показана роль S6 киназы в регуляции клеточного цикла. Актуальными явля­ются исследования белковых партнеров S6K в клетке, особен­но с использованием методологических подходов, максимально отвечающих условиям in vivo. Двугибридная система дрож­жей — это современный метод, широко применяемый для поиска белково-белковых взаимодействий. Используя в качесте байта активированную форму S6K1, скринированием к ДНК-библиотеки клеток HeLa идентифицированы восемь но­вых S6KI-связывающих партнеров, среди которых β-субъединица казеинкиназы 2 (СК2). Биоинформационный компьютер­ный анализ первичной последовательности S6K1 выявил нали­чие нескольких потенциальных сайтов фосфорилирования для СК2, наиболее вероятным среди них является Ser17. Подтвер­ждено фосфорилирование S6K1 по Ser17 рекомбинантной СК2 в условиях реакции in vitro. Также определено in vitro взаимо­действие между рекомбинантными белками S6KI и СК2β.

Signaling pathways play a major role in regulation and coordination of many cellular processes. The kinases of 40S ribosomal subunit protein, S6K, S6K1 and S6K2, are an important player in signaling network. S6K belongs to and are regulated via PI3-kinase signaling pathway. It is known that S6K1 plays a key role in the regulation of mitogen activated protein biosynthesis facilitated by phosphorylation of ribosomal protein S6 that leads to the translation initiation of mRNA encoding components of the protein synthesis apparatus. Moreover, the participation of S6K1 in the regulation of cell cycle was found. Several protein kinases and phosphatases can use S6K as a substrate in vitro, but only for some of them the functional link to S6K has been demonstrated in vivo that is why molecular mechanisms of regulation of S6K activity in the cell remain unclear. Because of that it is very important to investigate protein targets of S6K in the cell, especially with the use of methodological approaches which would correspond to the conditions in vivo. The yeast-two hybrid system is a modern technique widely used in the world for the identification of protein-protein interactions in vivo. Using activated form of S6K1 as a bait, eight novel binding partners of S6K1 were identified. Among them the interaction between S6K1 and β regulatory subunit of casein kinase 2 has been discovered. Bioinformatic analysis of the primary structure of S6K1 and S6K2 has shown the presence of several potential CK2 phosphorylation sites, the Ser17 in S6K1 being the most preferential. Further studies have confirmed that S6K1 is phosphorylated at Ser17 by CK2 in the conditions of in vitro kinase reaction. The formation of S6K1/S6K2 βcomplex has been proven in vitro as well.