アンドロゲン受容体リガンド結合ドメインにおけるT850Dリン模倣変異は、活性化機能2での動員を強化します

ホルモン認識や共調節因子の動員など、アンドロゲン受容体（AR）のいくつかの重要な機能は、リガンド結合ドメイン（LBD）に収束します。ARの機能喪失または機能の喪失は、アンドロゲン非感受性症候群や前立腺癌などの病理に寄与します。ここでは、AR LBDのヘリックス10（H10）のアミノ末端にある位置850の表面暴露スレオニンの機能獲得変異について説明します。T850リン酸化がAR機能に影響を与えることが報告されたため、リン膜模倣変異T850Dを作成しました。AR T850Dバリアントは、リガンド親和性に影響を与えずに、1.5〜2倍の転写活性を増加させます。アンドロゲン応答性のLNCAP細胞株が低いアンドロゲンレベルの培地で成長した場合、内因性ARがAR T850Dに置き換えられた細胞の成長の利点が観察されました。AF2部位までの距離にもかかわらず、AR T850D LBDは、CoActivatorペプチドとAR自体の23FQNLF27モチーフに対する親和性の増加を示しました。分子動力学シミュレーションは、コアクチベーターペプチドとAF2部位の間の拡張水素結合形成を介して、AF2部位に向かうT850D変異のアロステリック伝達を確認します。したがって、この機械的研究は、AR活性のためのT850DおよびT850リン酸化の機能獲得特性を確認し、LBD内のアロステリック通信の詳細を明らかにします。

Several key functions of the androgen receptor (AR) such as hormone recognition and co-regulator recruitment converge in the ligand binding domain (LBD). Loss- or gain-of-function of the AR contributes to pathologies such as the androgen insensitivity syndrome and prostate cancer. Here, we describe a gain-of-function mutation of the surface-exposed threonine at position 850, located at the amino-terminus of Helix 10 (H10) in the AR LBD. Since T850 phosphorylation was reported to affect AR function, we created the phosphomimetic mutation T850D. The AR T850D variant has a 1.5- to 2-fold increased transcriptional activity with no effect on ligand affinity. In the androgen responsive LNCaP cell line grown in medium with low androgen levels, we observed a growth advantage for cells in which the endogenous AR was replaced by AR T850D. Despite the distance to the AF2 site, the AR T850D LBD displayed an increased affinity for coactivator peptides as well as the 23FQNLF27 motif of AR itself. Molecular Dynamics simulations confirm allosteric transmission of the T850D mutation towards the AF2 site via extended hydrogen bond formation between coactivator peptide and AF2 site. This mechanistic study thus confirms the gain-of-function character of T850D and T850 phosphorylation for AR activity and reveals details of the allosteric communications within the LBD.