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Seven cysteine-deficient mutants depict the interplay between thermal and chemical stabilities of individual cysteine residues in mitogen-activated protein kinase c-Jun N-terminal kinase 1

MAPキナーゼJNK1における7つのシステインの変異の熱力学的及び化学的安定性との相関

仲庭 哲津子*; 深田 はるみ*; 井上 達矢*; 合田 正貴*; 中井 良子*; 桐井 康行*; 安達 基泰; 玉田 太郎; 瀬川 新一*; 黒木 良太; 多田 俊治*; 木下 誉富*

Nakaniwa, Tetsuko*; Fukata, Harumi*; Inoue, Tatsuya*; Goda, Masaki*; Nakai, Ryoko*; Kirii, Yasuyuki*; Adachi, Motoyasu; Tamada, Taro; Segawa, Shinichi*; Kuroki, Ryota; Tada, Toshiji*; Kinoshita, Takayoshi*

タンパク質キナーゼは、さまざまな疾病の治療のための創薬標的タンパク質となっている。C-Jun-N末端キナーゼ1(JNK1)に存在する遊離型システインの機能・安定性・構造への効果を調べるために、そのシステイン残基に系統的に変異導入を実施した。JNK1の3つ及び7つのシステインに変異導入したM3変異体とM7変異体は、大腸菌発現実験において、M0野生型JNK1よりも、それぞれ5及び2倍高く発現した。凝集の時間依存性を分析したSDS-PAGEの結果から、M3とM7は凝集しにくいことが示された。走査型熱量計で熱安定性を評価したところ、M0野生型JNK1, M3変異体及びM7変異体は、いずれも3状態で遷移し、熱変性することが示された。2.6${AA}$分解能の結晶構造解析の結果、M3変異体の構造は野生型と同等であった。以上より、(1)最も高く生産され、(2)凝集に対する安定性が改善され、(3)構造も野生型と同等であったM3変異体が、今後JNK1の構造と機能の関係を調べるために最も適した変異体であると結論した。

Protein kinase is a vital drug target for the treatment of a wide range of diseases. To investigate the effect of cysteine mutation on the function, stability and structure of kinase, free cysteines of c-Jun N-terminal kinase 1 (JNK1) were systematically removed by mutation. Two cysteine-destructed mutants in which three (M3) and seven (M7) cysteine residues are removed, yielded about 5 and 2 times than wild type JNK-1 (M0). SDS PAGE analysis showed that the aggregation was less in the case of M3 and M7. Thermal unfolding experiment of M0, M3 and M7 using by differential scanning calorimetry proceeded at least three state unfolding. Crystal structure of the M3 mutant was determined to 2.6 ${AA}$ resolution, which was identical to that of the wild-type. Consequently, due to the highest yield, its improved stability against aggregation and its structural similarity to the wild type, the M3 mutant is suitable for the use of further characterization of its function and structure.

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パーセンタイル:43.17

分野:Biochemistry & Molecular Biology

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