P21活性化キナーゼ（PAK1）はリン酸化され、3-ホスホイノシチド依存性キナーゼ-1（PDK1）によって活性化されます。

この研究では、スフィンゴシンの存在下でリン酸化3-ホスホイノシチド依存性キナーゼ1（PDK1）がP21活性化キナーゼ1（PAK1）をリン酸化したことを示しています。キナーゼサブドメインVIIIの活性化ループに保存されたスレオニンであるトレオニン423を、PAK1のPDK1リン酸化部位として特定します。スレオニン423は、以前に特定されたPAK1自己リン酸化部位で、PAKコンセンサスリン酸化シーケンス内にあります。ホスファターゼで前処理した後、PAK1の自己リン酸化は、スレオニン423を除くすべての主要な部位で発生しました。ホスホトレオニン423特異的抗体は、野生型PAK1とのインキュベーション後、組換え、触媒不活性なPAK1のリン酸化を検出しました。in vitroでのスレオニン423でのPAK1のPDK1リン酸化の生物学的意義は、これら2つのタンパク質がin vivoで相互作用し、PDK1-リン酸化PAK1が基質に向けて活性が増加しているという観察によって支持されています。触媒的に不活性なPAK1のリン酸化の増加は、細胞内スフィンゴシンレベルの上昇時に触媒的に不活性ではなく、触媒的に不活性ではなくPDK1を発現するCOS-7細胞で観察されました。PAK1のPDK1リン酸化は、Wortmanninによる前処理によってブロックされなかったか、PDK1がホスファチジルイノシトール結合を予防するために変異した場合、このプロセスはホスファチジルイノシトール3-キナーゼ活性とは無関係であることを示しています。ここに示されているデータは、PAK1の調節と活性化の新しいメカニズムの証拠を提供します。

In this study, we show that phosphorylated 3-phosphoinositide-dependent kinase 1 (PDK1) phosphorylates p21-activated kinase 1 (PAK1) in the presence of sphingosine. We identify threonine 423, a conserved threonine in the activation loop of kinase subdomain VIII, as the PDK1 phosphorylation site on PAK1. Threonine 423 is a previously identified PAK1 autophosphorylation site that lies within a PAK consensus phosphorylation sequence. After pretreatment with phosphatases, autophosphorylation of PAK1 occurred at all major sites except threonine 423. A phosphothreonine 423-specific antibody detected phosphorylation of recombinant, catalytically inactive PAK1 after incubation with wild-type PAK1, indicating phosphorylation of threonine 423 occurs by an intermolecular mechanism. The biological significance of PDK1 phosphorylation of PAK1 at threonine 423 in vitro is supported by the observation that these two proteins interact in vivo and that PDK1-phosphorylated PAK1 has an increased activity toward substrate. An increase of phosphorylation of catalytically inactive PAK1 was observed in COS-7 cells expressing wild-type, but not catalytically inactive, PDK1 upon elevation of intracellular sphingosine levels. PDK1 phosphorylation of PAK1 was not blocked by pretreatment with wortmannin or when PDK1 was mutated to prevent phosphatidylinositol binding, indicating this process is independent of phosphatidylinositol 3-kinase activity. The data presented here provide evidence for a novel mechanism for PAK1 regulation and activation.