カスパーゼ処理は、自己阻害を緩和し、タンパク質を不安定にすることにより、非定型プロテインキナーゼCゼータを活性化します

腫瘍壊死因子アルファ（TNFALPHA）によるHELA細胞の治療は、異所性PKC（プロテインキナーゼC）ゼータのカスパーゼプロセシングを誘導し、ホロ酵素のほとんどを解放されたキナーゼドメインに変換し、免疫コンフレックスキナーゼ活性を増加させました。本研究の目標は、PKCゼータのカスパーゼ処理に関連するキナーゼ活性の増加の基礎を決定することでした。非定型PKC IOTAは、ゼータアイソフォームのカスパーゼ処理部位を欠く60アミノ酸セグメントを除き、PKCゼータとほぼ同じです。PKCゼータのこのセグメントをPKC IOTAの対応するセグメントに置き換えると、カスパーゼ処理とキナーゼ機能の活性化が防止されました。in vitroでのカスパーゼ3による精製組換えPKCゼータの処理は、そのキナーゼ活性を著しく増加させました。カスパーゼ処理は、触媒能力に必要なPKCゼータのThr410のリン酸化を増加させることなく、in vitroまたは細胞内で活性化されたPKCゼータをin vitroまたは細胞内で活性化しました。PKCゼータの解放されたキナーゼドメインは、トランスフェクトされたHeLa細胞および非トランスフェクトされた腎上皮細胞のホロ酵素よりもはるかに短い半減期を抱えていました。TNF-alphaでの治療により、キナーゼドメインタンパク質の半減期が短縮され、プロテアソーム遮断がタンパク質を安定させました。キナーゼドメイン変異体の研究は、Thr410で負電荷の欠如が解放されたキナーゼドメインの半減期を短縮できることを示しています。現在の発見は、解放されたキナーゼドメインが、ユビキチンプロテアソーム系による分解が加速したため、ホロ酵素よりもキナーゼ活性が大幅に高いことを示しており、半減期がはるかに短いことを示しています。

Treatment of HeLa cells with tumour necrosis factor alpha (TNFalpha) induced caspase processing of ectopic PKC (protein kinase C) zeta, which converted most of the holoenzyme into the freed kinase domain and increased immune-complex kinase activity. The goal of the present study was to determine the basis for the increased kinase activity that is associated with caspase processing of PKC zeta. Atypical PKC iota is largely identical with PKC zeta, except for a 60-amino-acid segment that lacks the caspase-processing sites of the zeta isoform. Replacement of this segment of PKC zeta with the corresponding segment of PKC iota prevented caspase processing and activation of the kinase function. Processing of purified recombinant PKC zeta by caspase 3 in vitro markedly increased its kinase activity. Caspase processing activated PKC zeta in vitro or intracellularly without increasing the phosphorylation of Thr410 of PKC zeta, which is required for catalytic competency. The freed kinase domain of PKC zeta had a much shorter half-life than the holoenzyme in transfected HeLa cells and in non-transfected kidney epithelial cells. Treatment with TNF-alpha shortened the half-life of the kinase domain protein, and proteasome blockade stabilized the protein. Studies of kinase-domain mutants indicate that a lack of negative charge at Thr410 can shorten the half-life of the freed kinase domain. The present findings indicate that the freed kinase domain has substantially higher kinase activity and a much shorter half-life than the holoenzyme because of accelerated degradation by the ubiquitin-proteasome system.