Mecanismo de degradación de la quinasa CHK1 activa a través del proteasoma.

Abstract

La quinasa de punto de control 1(CHK1) es una quinasa con importantes funciones en la regulación del ciclo celular, desempeñando un papel de particular importancia en la respuesta al daño en el ADN. Su activación vía fosforilación mediada por ATR previene a las células de la entrada en mitosis aumentando la fosforilación inhibitoria de CDK1. Dicha actividad está regulada negativamente por un dominio asociado a quinasa 1 (KAI) situado en el extremo C-terminal de CHK1, que consta de 2 hélices alfa y 5 láminas beta. Los mutantes de CHK1 que involucran la desestabilización de cualquiera de las hélices alfa mediante la inserción de residuos de prolina (L393P y F455P) son constitutivamente activos y están sujetos a una degradación proteosómica muy rápida, probablemente como resultado de la exposición de una secuencia degrón. En este trabajo nos centramos en la relación entre los cambios estructurales asociados a la activación de CHK1 y la estabilidad de la proteína, usando mutantes de las láminas beta. Mostramos que las mutaciones no sinónimas en beta 3 y 5 (B3 y B5) dan lugar a formas constitutivamente activas de CHK1 no sujetas a una degradación proteosómica rápida. Estos datos indican que las consecuencias estructurales y el mecanismo de activación de CHK1 producidos por la desestabilización de las hélices alfa del dominio KA1 y los producidos por las mutaciones de las láminas beta son distintas.

CHK1 is a kinase with important functions in the regulation of the cell cycle, playing a particularly important role in the response to DNA damage. CHK1 activation via ATRmediated phosphorylation prevents cells from entering mitosis by increasing inhibitory phosphorylation of CDK1. Such activity is negatively regulated by a kinase oneassociated domain (KA1) located at the C-terminus of CHK1 and consists of two alpha helices and 5 beta sheets. CHK1 mutants with destabilization of either alpha-helix through insertion of proline residues (L393P and F455P) are constitutively active and subject to very rapid proteosomal degradation, probably as a result of exposure of a degron sequence. In this work we focus on the relationship between the structural changes associated with CHK1 activation and protein stability using beta sheet mutants. We show that non-synonymous mutations in beta sheets 3 and 5 (B3 and B5) give rise to constitutively active forms of CHK1 that are not subject to rapid proteosomal degradation. These data indicate that the structural consequences and the activation mechanism of CHK1 produced by KA1 domain helix-disruption and those produced by beta-sheet mutations are different.