Structural studies of selected protein complexes involved in signal transduction

Abstract

Protein-proteinové interakce jsou klíčové pro většinu fyziologických i patofyziologických dějů. Detailní charakterizace těchto interakcí je proto nezbytná nejen k porozumění podstaty těchto dějů, ale i pro návrh strategií, jak tyto interakce cíleně ovlivňovat. Tato práce se zaměřuje na studium struktury a interakcí několika proteinů a jejich komplexů. ASK1 (z anglického "apoptosis signal-regulating kinase 1") je mitogeny aktivovaná proteinkinasa kinasa kinasa (MAP3K), která aktivuje dráhy proteinkinas p38/JNK, čímž směruje buňky k zánětlivé reakci nebo apoptóze. ASK1 interaguje s thioredoxinem (TRX), malou dithioloxidoreduktasou, která inhibuje ASK1, nicméně mechanismus této inhibice je nejasný. CaMKK1 a CaMKK2 jsou Ca2+ /kalmodulin (CaM)- dependentní proteinkinasy, které regulují např. energetickou rovnováhu buňky, paměť či zánět. Obě jsou inhibovány proteiny 14-3-3, ale navzdory svým doménovým a sekvenčním podobnostem je rozsah inhibice zprostředkovaný proteiny 14-3-3 odlišný. Estrogenový receptor alfa (ERα) je jaderný receptor, který se podílí na vzniku rakoviny prsu. Pro léčbu tohoto onemocnění se používá tamoxifen, antagonista ERα, který však často způsobuje vznik rezistence. Proteiny 14-3-3 interagují s ERα a inhibují jeho transkripční aktivitu, povaha této interakce je však stále nejasná....

Protein-protein interactions are critical for most physiological and pathophysiological processes. Detailed characterization of these interactions is therefore essential not only to understand the nature of these events, but also to design strategies to target these interactions. This work focuses on the study of the structure and interactions of several proteins and their complexes. Apoptosis signal-regulating kinase 1 (ASK1) is a mitogen-activated protein kinase kinase kinase (MAP3K) that activates the p38/JNK protein kinase pathways, thereby directing cells toward an inflammatory response or apoptosis. ASK1 interacts with thioredoxin (TRX), a small dithiol oxidoreductase, which inhibits ASK1, but the mechanism of this inhibition has not been clarified. CaMKK1 and CaMKK2 are Ca2+ /calmodulin (CaM)-dependent protein kinases that regulate cellular energy balance, memory, and inflammation, among others. Both are inhibited by 14-3-3 proteins, but despite their domain and sequence similarities, the extent of 14-3-3 protein- mediated inhibition is different. Estrogen receptor alpha (ERα) is a nuclear receptor involved in breast cancer. Tamoxifen, an ERα antagonist, is used to treat this disease, but resistance often develops. 14-3-3 proteins interact with ERα and inhibit its transcriptional activity,...