バズーカの3つのPDZドメインのペプチド結合特性（ショウジョウバエPAR-3）

PAR複合体は、保存された細胞極性レギュレーターです。Bazooka/Par-3は複合体の足場であり、タンデムに3つのPDZドメインが含まれています。PDZドメインは、相互作用するタンパク質のC末端に結合するために単独または相乗的に作用することができます。ショウジョウバエBazとそのヒトおよびC. elegansのPar-3の対応物間の配列比較は、PDZ1のペプチド結合ポケットの発散と、PDZ2およびPDZ3のポケットのより大きな保存を示しています。ただし、異なる種のドメインがペプチド結合の好みを共有しているのか、タンデム組織がペプチド結合特性に影響するのかは不明です。これらの質問を調査するために、最初にファージディスプレイスクリーンを使用して、BAZの単一のPDZドメインのユニークなペプチド結合プロファイルを特定しました。公開されたファージディスプレイスクリーンとの比較は、BazおよびC. elegans PDZ2が同様のペプチドに結合し、Baz PDZ3のペプチド結合の好みがC. elegans対ヒトPDZ3により類似していることを示しています。次に、表面プラズモン共鳴アッセイで単一の識別されたペプチドを使用して、各BAZ PDZドメインのペプチド結合選好を定量化しました。これらの直接結合研究では、各ペプチドは単一のPDZドメインに対して結合選好を持っていました（ただし、PDZ2のペプチド結合は最も弱く、最も特異的でした）。PDZ1とPDZ3は、ペプチドをNM範囲の解離定数で結合しましたが、PDZ2ペプチド結合はµM範囲にありました。タンデムPDZドメイン組織がペプチド結合に影響するかどうかをテストするために、3つのPDZドメインすべてとその通常のリンカー領域を含む融合タンパク質を調べました。単一のPDZドメインおよびPDZドメインタンデムへのPDZ特異的ペプチドの結合強度は区別できませんでした。したがって、BAZの各PDZドメインのペプチド結合ポケットは、隣接するPDZドメインの存在によって明らかに影響を受けるものではなく、特定のin vitroペプチド結合選好を持つ分離モジュールとして機能します。

The Par complex is a conserved cell polarity regulator. Bazooka/Par-3 is scaffold for the complex and contains three PDZ domains in tandem. PDZ domains can act singly or synergistically to bind the C-termini of interacting proteins. Sequence comparisons among Drosophila Baz and its human and C. elegans Par-3 counterparts indicate a divergence of the peptide binding pocket of PDZ1 and greater conservation for the pockets of PDZ2 and PDZ3. However, it is unclear whether the domains from different species share peptide binding preferences, or if their tandem organization affects their peptide binding properties. To investigate these questions, we first used phage display screens to identify unique peptide binding profiles for each single PDZ domain of Baz. Comparisons with published phage display screens indicate that Baz and C. elegans PDZ2 bind to similar peptides, and that the peptide binding preferences of Baz PDZ3 are more similar to C. elegans versus human PDZ3. Next we quantified the peptide binding preferences of each Baz PDZ domain using single identified peptides in surface plasmon resonance assays. In these direct binding studies, each peptide had a binding preference for a single PDZ domain (although the peptide binding of PDZ2 was weakest and the least specific). PDZ1 and PDZ3 bound their peptides with dissociation constants in the nM range, whereas PDZ2-peptide binding was in the µM range. To test whether tandem PDZ domain organization affects peptide binding, we examined a fusion protein containing all three PDZ domains and their normal linker regions. The binding strengths of the PDZ-specific peptides to single PDZ domains and to the PDZ domain tandem were indistinguishable. Thus, the peptide binding pockets of each PDZ domain in Baz are not obviously affected by the presence of neighbouring PDZ domains, but act as isolated modules with specific in vitro peptide binding preferences.