Interacciónes intra e intermoleculares de la proteinaquinasa ck2: estudio estructural y funciónal de dominios específicos.

Abstract

La proteinaquinasa CK2 es una enzima ubicua en el mundo eucariótico, formada por la asociación de subunidades catalíticas α o α' y regulatorias β en las combinaciones α2β2, α'2β2 o αα'β2 . La diferencia estructural fundamental entre las subunidades CK2α de distintas especies es la extensión del extremo carboxiloterminal. No se sabe exactamente la función de este dominio en la actividad catalítica de CK2α o cuál es la mínima extensión que permite su funcionalidad in vivo y, en consecuencia, la viabilidad celular. En cambio, la estructura de la subunidad CK2β es única y muy conservada entre las distintas especies. CK2β cumple diversas funciones dentro de la holoenzima, como la determinación de la especificidad y el nivel de actividad sobre los sustratos proteicos. Muchos de los sustratos interactúan específicamente con una u otra subunidad, aunque no se conocen los rasgos estructurales involucrados en esta asociación. El objetivo general de la tesis fue estudiar el rol que tienen el extremo carboxiloterminal de la subunidad CK2α así como la subunidad CK2β en determinar la actividad de la proteinaquinasa CK2, ya sea directamente sobre el mecanismo catalítico o bien a través de la selección o "docking" de los sustratos proteicos, respectivamente. La función del extremo carboxiloterminal en la actividad de la subunidad CK2α de Xenopus laevis se estudió in vitro utilizando la proteína recombinante y mediante el diseño de mutantes de deleción de este dominio. Los resultados mostraron que la deleción gradual produce una disminución proporcional en la actividad y estabilidad térmica de la holoenzima CK2, lo cual se correlaciona directamente con la caída de la constante catalítica k. Lo anterior se explicó postulando la existencia de un parche hidrofóbico, con la importante contribución de los residuos de Phe-324 e lle-327, el cual mantiene a la hélice αE en una conformación estable y, por consiguiente, al aminoácido Asp-1 56, este último participando directamente en el mecanismo catalítico de la enzima. Asimismo, el efecto negativo de las deleciones en el extremo carboxiloterminal de CK2α se observó in vivo a través de la expresión de las diversas mutantes en un sistema de levadura. En estos experimentos se observó que la sobrevivencia de las levaduras se relacionó con el largo del extremo carboxiloterminal de las mutantes utilizadas para rescatar su viabilidad.