Conformational Analysis in Solution of Protein Kinase C betaII (660-673) by NMR = Conformational Analysis in Solution of Protein Kinase C betaII (660-673) by NMR

국문 초록 (Abstract)

한글초록:단백질 인산화 효소 C 는 serine/threonine단백질 인산화 효소의 일종으로 세포의 신호 전달에 있어 중요한 인자로 알려져 있다. 특히, 단백질 인산화 효소 베타 II (PKC II)는 PKC의 11가지 이성단백질 중 한 가지로 세포의 증식에 중요하게 관여하는 인자이다. PKC II는 평상시에는 불활성인 상태로 세포액에 존재하다 세포가 분열을 위한 G2/M 기에 도달하게 되면, 핵막으로 이동하여 활성화 된 후 핵막 단백질인 lamin B를 인산화 시킴으로써 세포의 증식을 가능하도록 해 준다. PKC II의 활성화 과정에서 Thr500, Thr641, Ser600 위치에 자가인산화가 일어나게 되고, 그 결과 PKC II의 활성화가 촉진되게 된다. 이때, C-말단의Ser660-Phe-Val-Asn-Ser-Glu-Phe-Leu-Lys-Pro-Glu-Val-Lys-Ser673으로 구성된 PKC II V5 펩타이드 부분에 인산화가 됨으로써 생기는 PKC II와 Ca2+의 결합 친화도 증가와 PKC II 의 전체적인 구조 변화에 대한 구조적인 정보를 얻기 위해, PKC II V5 펩타이드의 구조를 결정하였다. 이와 함께, Ser660위치의 인산화 결과 생기는 구조적인 변화를 알아보기 위해 분자 모델링을 이용한 Ser660Glu 변이 펩타이드의 구조 분석을 수행하였다. 자연형의 경우 Ser660의 수산기가 Asn663의 감마 카보닐 산소와 수소결합을 하여 친수성 수산기가 안쪽으로 향하고 소수성 C H2 부분이 밖으로 향한 반면, 변이형의 경우 자연형과 달리 수소 결합을 하지 않아 친수성 표면을 형성하는 것을 알 수 있었다. 결과적으로, PKC II V5 펩타이드 부분에 인산화가 일어나게 되면 Ser660 주위의 친수성 표면이 증가하게 되어 PKC II의 Ca2+, 기질, ATP 등에 대한 결합 친화도가 증가하게 되는 것으로 생각 되었다. 또한, 자연형 펩타이드와 변이형 펩타이드의 구조를 비교한 결과 구조적인 차이점이 거의 없는 것을 확인 하였고, 따라서 Ser660의 인산화 결과 생기는 PKC II와 막 구성 성분인 PG와의 친화력의 증가는 PKC II V5 펩타이드 자체의 구조적인 변화에 기인한 것이 아니라 PKC &II 전체 구조의 변화에 의한 것이라고 생각 되었다

국문 초록 (Abstract)

영문초록:Protein kinase C (PKC) II is one of isozymes of protein kinase C which belongs to a phospholipids dependent serine/threonine protein kinase. It is known that PKC II is translocated into the nucleus during G2/M phase of cell cycle and has roles in cellular proliferation. Phosphorylation at Thr500, Thr641, and Ser660 triggers the activation of PKC II. The extreme C-terminal motif of PKC II known as PKC II V5 peptide (660-673) consists of Ser660-Phe-Val-Asn-Ser-Glu-Phe-Leu-Lys-Pro-Glu-Val-Lys-Ser673. In order to provide information about the role of phosphorylation of the II V5 peptide in increase of Ca2+ binding affinity and in effect on the conformation change of the whole PKC II, authors tried to determine the solution structure of the II V5 peptide. In addition, a mutated II V5 peptide of Ser660Glu was studied using molecular modeling. Unlike wild-type, because the mutant did not show hydrogen bonding between Glu660 and Asn663, the side chain including carboxyl group of Glu660 is exposed to the surface. The change of Ser660 with Glu660 increases the hydrophilicity which causes the surface area around glutamate enlarged. As a result, it is considered that an increment of the hydrophilicity of the mutant effects on the binding affinity for the membrane, which is expected to be another factor for the increment of binding affinity to Ca2+ and substrate. Also, molecular modeling of mutant II V5 peptide suggested that alternation of membrane binding affinity upon phosphorylation is not due to the conformational change of the II V5 peptide but the overall structural change of PKC βII