ダブルコルチンキナーゼ-1の触媒および調節ドメイン

ダブルコルチンキナーゼ-1（DCK1）は、X結合脳症/二重皮質症候群で変異した遺伝子の産物であるカムキナーゼ（CAMK）とダブルコルチンの両方の産物であるダブレコルチンの両方の配列と著しく類似した配列を持つ、新しく記載されているマルチドメインプロテインキナーゼです。神経系の障害。機能的研究により、ダブルコルチンドメインの微小管結合および重合活性が明らかになりましたが、キナーゼ触媒ドメインの酵素特性と調節に関してはほとんど知られていません。ここでは、DCK1とCAMKの触媒特性と調節特性の違いと、顕著な類似点と違いを特定して報告しました。Synapsin Iをモデル化した合成ペプチド基質を使用して、Hyd-ARG-ARG-X-X-SER/THR-HYDのDCK1の基質認識モチーフが導出されました。このモチーフのカンキのモチーフとの類似性[Lee、J。C.、Kwon、Y.-G。、Lawrence、D。S.、およびEdelman、A。M.（1994）Proc。natl。アカデミー。SCI。U.S.A. 91、6413-6417]は、触媒ドメイン間のアミノ酸配列の類似性の59％レベルと一致しています。DCK1触媒活性は、カムキナーゼキナーゼによる調節のための活性化ループ部位であるCAMKIのTHR-177の位置に相当する残基の残基の残基の残留物であるTHR-239での負の電荷の変異原性導入により強化されます。Camksとは異なり、DCK1はCa（2+）バウンドCAMによって直接アクティブ化されません。ただし、DCK1のc末端における偽堆積様配列の切り捨てにより、活性が約6倍増加します。したがって、DCK1は、Ca（2+）結合CAMとは異なる信号に応答した自己阻害の緩和によって調節される可能性を示しています。。

Doublecortin kinase-1 (DCK1) is a newly described multidomain protein kinase with a sequence significantly similar to those of both CaM kinases (CaMKs) and doublecortin, the product of the gene mutated in X-linked lissencephaly/double cortex syndrome, a severe developmental disorder of the nervous system. Functional studies have revealed microtubule binding and polymerization activities of the doublecortin domain, yet little is known regarding the enzymatic properties and regulation of the kinase catalytic domain. We have identified and report here notable similarities as well as differences between the catalytic and regulatory properties of DCK1 and those of the CaMKs. Using synthetic peptide substrates modeled on synapsin I, a substrate recognition motif for DCK1 of Hyd-Arg-Arg-X-X-Ser/Thr-Hyd was derived. The similarity of this motif to that of CaMKI [Lee, J. C., Kwon, Y.-G., Lawrence, D. S., and Edelman, A. M. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 91, 6413-6417] is consistent with the 59% level of amino acid sequence similarity between their catalytic domains. DCK1 catalytic activity is enhanced by mutagenic introduction of negative charge at Thr-239, a residue in a position equivalent to that of Thr-177 of CaMKI, the activation loop site for regulation by CaM kinase kinase. Unlike CaMKs, DCK1 is not directly activated by Ca(2+)-bound CaM. However, truncation of a pseudosubstrate-like sequence in the C-terminus of DCK1 results in an approximately 6-fold enhancement of activity. Thus, DCK1 demonstrates the potential to be regulated by relief of autoinhibition in response to signal(s) distinct from Ca(2+)-bound CaM and potentially by activation loop phosphorylation and to phosphorylate intracellular targets at sites similar to those recognized by CaMK pathways.