Intramolecular feedback regulation of the LRRK2 Roc G domain by a LRRK2 kinase-dependent mechanism.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Parkinson hastalığı (PD) bağlantılı protein Leucine-Rich Tekrar Kinaz 2 (LRRK2), bir kinaz ve bir Roc G etki alanı da dahil olmak üzere yedi etki alanından oluşur. Birkaç yüksek çözünürlüklü yapının kullanılabilirliğine rağmen, benzersiz intramoleküler alan yığınının dinamik düzenlemesi yine de iyi anlaşılmamıştır. Roc G etki alanının Michaelis-Menten kinetiğinin derinlemesine biyokimyasal analiziyle, LRRK2'nin diğer Roco protein ailesi üyelerine benzer şekilde hücre içindeki fizyolojik GTP konsantrasyonlarının aralığında yer alan LRRK2'nin KM değeri olduğunu doğruladık. Dahası, Roc etki alanında mutasyona uğramış bir sıcak nokta içinde bulunan R1441G PD varyantı, katalitik verimliliğin arttığını gösterdi. Buna karşılık, kinaz etki alanında bulunan en yaygın PD varyantı G2019S, kinaz etki alanından G etki alanına negatif bir geri besleme mekanizması öneren KM artışı ve katalitik verimliliğin azaldığını gösterdi. Roc P-loop motifindeki G1+2 kalıntısının (T1343) otofosforilasyonu, büyük olasılıkla monomer-dimer dengesini değiştirerek hem KM hem de Roc-kataliz edilmiş GTP hidrolizinin kcat değerlerinin bu fosforegülasyonu için kritik öneme sahiptir. LRRK2 T1343A varyantı, hücrelerde G2019S ile karşılaştırıldığında benzer bir kinaz aktivitesine sahiptir ve çift mutant T1343A / G2019S daha fazla aktiviteye sahip değildir, bu da T1343'ün LRRK2 sinyalleme basamaklarındaki olumsuz geri bildirim için çok önemli olduğunu düşündürmektedir. Birlikte, verilerimiz LRRK2 kinase bağımlı bir mekanizma tarafından LRRK2 Roc G etki alanının yeni bir intramoleküler geri besleme düzenlemesini ortaya koymaktadır. İlginçtir ki, PD mutantları GTPaz döngüsünün kinetiklerini farklı şekilde değiştirirler, bu da kısmen PD hastalarındaki bu mutasyonların penetransı arasındaki farkı açıklayabilir.

Özgün kaynak özetini okuyun

The Parkinson's disease (PD)-linked protein Leucine-Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) consists of seven domains, including a kinase and a Roc G domain. Despite the availability of several high-resolution structures, the dynamic regulation of its unique intramolecular domain stack is nevertheless still not well understood. By in-depth biochemical analysis, assessing the Michaelis-Menten kinetics of the Roc G domain, we have confirmed that LRRK2 has, similar to other Roco protein family members, a KM value of LRRK2 that lies within the range of the physiological GTP concentrations within the cell. Furthermore, the R1441G PD variant located within a mutational hotspot in the Roc domain showed an increased catalytic efficiency. In contrast, the most common PD variant G2019S, located in the kinase domain, showed an increased KM and reduced catalytic efficiency, suggesting a negative feedback mechanism from the kinase domain to the G domain. Autophosphorylation of the G1+2 residue (T1343) in the Roc P-loop motif is critical for this phosphoregulation of both the KM and the kcat values of the Roc-catalyzed GTP hydrolysis, most likely by changing the monomer-dimer equilibrium. The LRRK2 T1343A variant has a similar increased kinase activity in cells compared to G2019S and the double mutant T1343A/G2019S has no further increased activity, suggesting that T1343 is crucial for the negative feedback in the LRRK2 signaling cascade. Together, our data reveal a novel intramolecular feedback regulation of the LRRK2 Roc G domain by a LRRK2 kinase-dependent mechanism. Interestingly, PD mutants differently change the kinetics of the GTPase cycle, which might in part explain the difference in penetrance of these mutations in PD patients.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.