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高尔基钙调蛋白激酶的晶体结构

Crystal structure of the Golgi casein kinase.

机构信息

Department of Pharmacology, University of California at San Diego, La Jolla, CA 92093, USA.

出版信息

Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jun 25;110(26):10574-9. doi: 10.1073/pnas.1309211110. Epub 2013 Jun 10.

Abstract

The family with sequence similarity 20 (Fam20) kinases phosphorylate extracellular substrates and play important roles in biomineralization. Fam20C is the Golgi casein kinase that phosphorylates secretory pathway proteins within Ser-x-Glu/pSer motifs. Mutations in Fam20C cause Raine syndrome, an osteosclerotic bone dysplasia. Here we report the crystal structure of the Fam20C ortholog from Caenorhabditis elegans. The nucleotide-free and Mn/ADP-bound structures unveil an atypical protein kinase-like fold and highlight residues critical for activity. The position of the regulatory αC helix and the lack of an activation loop indicate an architecture primed for efficient catalysis. Furthermore, several distinct elements, including the presence of disulfide bonds, suggest that the Fam20 family diverged early in the evolution of the protein kinase superfamily. Our results reinforce the structural diversity of protein kinases and have important implications for patients with disorders of biomineralization.

摘要

家族性 20 号序列相似激酶(Fam20)能够磷酸化细胞外基质,在生物矿化过程中发挥着重要作用。Fam20C 是一种高尔基钙连接酶,可磷酸化丝氨酸-谷氨酸/磷酸丝氨酸(Ser-x-Glu/pSer)基序中的分泌途径蛋白。Fam20C 基因突变会导致 Raine 综合征,一种骨硬化性骨发育不良。本文报道了来自秀丽隐杆线虫的 Fam20C 同源物的晶体结构。无核苷酸和 Mn/ADP 结合的结构揭示了一种非典型的蛋白激酶样折叠,并突出了对活性至关重要的残基。调节性 αC 螺旋的位置和缺乏激活环表明,该结构适合进行有效的催化。此外,包括二硫键的存在在内的几个不同的元素表明,Fam20 家族在蛋白激酶超家族的早期就发生了分化。本文研究结果增强了蛋白激酶的结构多样性,并对生物矿化紊乱患者具有重要意义。

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