Cell:CASK激酶活性的涅磐重生

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶(calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase CASK)是一种独特的膜相关鸟苷酸激酶(membrane associated guanylate kinase MAGUK)。CASK具有多个不同的蛋白质结合结构域,除了典型的MAGUK域之外,它还拥有一个氨基末端(N-terminal)钙调蛋白激酶(CaM-kinase)域。科学家通常认为,CASK钙调蛋白激酶域是一个催化非活性假性激酶域(pseudokinase),因为其缺少结合Mg2+规范的DFG模体(motif),而激酶催化的磷酸转移需要利用镁离子Mg2+作为作用子,因而这种模体对于激酶的活性是必不可少的。

在2008年4月18日出版的《细胞》(Cell)上,来自美国和德国的一组科学家证明以上的猜想可能是错误的,他们发表文章称,CASK能在缺少Mg2+结合的情况下起到活性蛋白激酶的作用,这表明CASK钙调蛋白激酶域即使在缺乏Mg2+的条件下也是一种拥有活性的激酶。

研究中,科学家们通过高分辨晶体结构发现,CASK钙调蛋白激酶域利用一种活性构造来实现在缺少Mg2+情况下的三磷酸腺苷ATP结合,并催化磷酸转移(phosphotransfer)。研究人员还发现,CASK钙调蛋白激酶域能使其自身磷酸化,并磷酸化至少一个生理作用子neurexin-1蛋白,它们能通过类似调节神经元活性的方式来使neurexin-1磷酸化。Neurexin-1属于neurexin蛋白家族,这是一类神经细胞表面蛋白,主要在细胞识别以及细胞黏附方面起作用,并且可能参与细胞信号的传导等生理过程。因此,以上研究数据显示,其它的假性激酶同样能实现催化活性,这些假性激酶占到整个蛋白激酶组(kinome)的10%。