Background: Chronic myeloid leukemia (CML) is a stem cell disorder characterized by the fusion of two oncogenes namely BCR and ABL with their aberrant expression. Autophosphorylation of BCR-ABL oncogenes results in proliferation of CML. The study deals with estimation of rate constant involved in each step of the cellular autophosphorylation process, which are consequently playing important roles in the proliferation of cancerous cells. Materials and Methods: A mathematical model was proposed for autophosphorylation of BCR-ABL oncogenes utilizing ordinary differential equations to enumerate the rate of change of each responsible system component. The major difficulty to model this process is the lack of experimental data, which are needed to estimate unknown model parameters. Initial concentration data of each substrate and product for BCR-ABL systems were collected from the reported literature. All parameters were optimized through time interval simulation using the fminsearch algorithm. Results: The rate of change versus time was estimated to indicate the role of each state variable that are crucial for the systems. The time wise change in concentration of substrate shows the convergence of each parameter in autophosphorylation process. Conclusions: The role of each constituent parameter and their relative time dependent variations in autophosphorylation process could be inferred.
Kim, Seong-Gon;Kim, You-Me;Khil, Lee-Yong;Jeon, Sun-Duck;So, Dhong-Su;Moon, Chang-Hyun;Moon, Chang-Kiu
Archives of Pharmacal Research
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제21권2호
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pp.140-146
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1998
Hypoglycemic action of brazilin was found to be based on the improvement of peripheral glucose utility, and this action might be correlated with the insulin action pathway. In the present study we investigated the effect of brazilin on the insulin receptor autophosphorylation, protein kinase C (PKC), protein phosphatase and insulin receptor serine kinase in order to confirm whether the hypoglycemic mechanism is concerned with insulin action pathway. Brazilin was found to inhibit PKC and insulin receptor serine kinase, which are involved in the regulation of insulin signal pathway. But any significant effect was not shown on insulin receptor tyrosine kinase activity, autophosphorylation and phosphatase activity. These findings suggest that brazilin might enhance insulin receptor function by decreasing serine phosphorylation, which might mediate hypoglycemic effect of brazilin.
PKR-like endoplasmic reticulum (ER) kinase (PERK) is a type I transmembrane ER-resident protein containing a cytoplasmic catalytic domain with a Ser/Thr kinase activity, which is most closely related to the eukaryotic translation initiation factor-$2{\alpha}$ ($eIF2{\alpha}$) kinase PKR involved in the antiviral defense pathway by interferon. We cloned and expressed the PERK C-terminal kinase domain (cPERK) in Escherichia coli. Like PERK activation in cells under ER stress, wild-type cPERK underwent autophosphorylation when overexpressed in E. coli, whereas the cPERK(K621M) with a methionine substitution for the lysine at amino acid 621 lost the autophosphorylation activity. The activated form cPERK which was purified to near homogeneity, formed an oligomer and was able to trans-phosphorylate specifically its cellular substrate $eIF2{\alpha}$. Two-dimensional phosphoamino acids analysis revealed that phosphorylation of cPERK occurs at the Ser and Thr residues. The functionally active recombinant cPERK, and its inactive mutant should be useful for the analysis of biochemical functions of PERK and for the determination of their three-dimensional structures.
Naphtodianthrone hypericin produced a potent antitumor activity in vitro against several tumor cells. However, it did not show any cytotoxicity on normal cells such as Macaccus rheus monkey kidney cells (MA-104) and primary cultured rat hepatocytes up to $500{\mu}M$ concentration. Hypericin added to A431 human epidermoid carcinoma cell membrane inhibited the autophosphorylation of the epidermal growth factor (EGF) receptor and the tyrosine phosphorylation of RR-SRC peptide catalyzed by an EGF-receptor. Similarly, treatment of the A431 cells with hypericin inhibited the tyrosine phosphorylation of EGF-dependent endogenous EGF-receptor by western blotting analysis. Hypericin also inhibited the T cell PTK, $P56^{lck}$, in a dose-dependent fashion with an $IC_{50}=5{\mu}M$. The tyrosine phosphorylation, on RR-SRC peptide and EGF-induced receptor autophosphorylation, either in vitro or in intact cells was inhibited by hypericin at the same concentration as that in A431 cell proliferation. These data suggest that hypericin directly inhibits EGF-receptor and $P56^{lck}$ PTK activity in vitro and can mediate such action in vivo.
Molecular and functional characterization of proteins and their levels is of great interest in understanding the mechanism of diverse cellular processes. In this study, we report on the convenient Escherichia coli-based protein expression system that allows recombinant of soluble proteins expression and cytosolic domain of membrane-localised kinases, followed by the detection of autophosphorylation activity in protein kinases. This approach is applied to regulatory proteins of Arabidopsis thaliana, including 14-3-3, calmodulin, calcium-dependent protein kinase, TERMINAL FLOWER 1(TFL1), FLOWERING LOCUS T (FT), receptor-like cytoplasmic kinase and cytoplasmic domain of leucine-rich repeat-receptor like kinase proteins. Our Western blot analysis which uses phospho-specific antibodies showed that five putative LRR-RLKs and two putative RLCKs have autophosphorylation activity in vitro on threonine and/or tyrosine residue(s), suggesting their potential role in signal transduction pathways. Our findings were also discussed in the broader context of recombinant expression and biochemical analysis of soluble and membrane-localised receptor kinases in microbial systems.
S-Adenosylmethionine (SAM) is a ubiquitous biomolecule serving mainly as a methyl donor. Our recent studies revealed that SAM controls antibiotic production in Streptomyces. In this study, the functional mode of SAM was studied in S. coelicolor and S. antibioticus ATCC11891, employing S-adenosylhomocysteine (SAH), a methylation reaction product of SAM. Actinorhodin biosynthesis did not require SAM as a methyl donor, whereas SAH enhanced the actinorhodin biosynthesis up to the level comparable to SAM, and the most effective concentration of SAH was higher than that of SAM. In the case of oleandomycin that requires SAM for its biosynthesis, both SAM and SAH at the concentration as low as 100 mM showed comparable efficacy in enhancing the production; SAM at 1 mM concentration additionally stimulated to give a 5-fold enhancement of oleandomycin production. In vitro autophosphorylation of protein kinase AfsK was found to be activated by both SAM and SAH, as well as other structurally related compounds. Our studies demonstrate that SAM regulates antibiotic biosynthesis in a mode independent of its role as a methyl donor and suggest that SAM acts directly as an intracellular signaling molecule for Streptomyces.
Protein kinase CKII (CKII), a heterotetramer composed of two catalytic ($\alpha$ or $\alpha$') subunits and two regulatory ($\beta$) subunits, plays a critical role in cell proliferation and anti-apoptosis. Recently, capsaicin was shown to trigger apoptosis. Therefore, we examined the effect of capsaicin on CKII activity. Although capsaicin induced apoptotic death in HeLa cells, CKII activity was increased in the cytosolic fraction of HeLa cells after treatment. Capsaicin did not change the expression of the $CKII{\alpha}$ and $CKII{\beta}$ proteins. Capsaicin stimulated the catalytic activity of recombinant CKII tetramer, but not the $CKII{\alpha}$ subunit. Moreover, capsaicin enhanced the autophosphorylation of $CKII{\alpha}$ and $CKII{\beta}$. Taken together, our data suggest that capsaicin stimulates the phosphotransferase activity of CKII holoenzyme by interacting with the $CKII{\beta}$ subunit.
대장균의 GroEL과 상동성을 가지는 symbionin이 진딧물의 세포내 곤생미생물에서 유일하게 생산된다. 이것은 in vitro와 in vivo에서 moecular chaperone 활성을 가지는 것과 함께 자가인산화(autophosphory-lation)와 인산기전이효소(phosphotransferase)의 활성에 의해서 고에너지 인산기를 다른 곳에 줄 수 있다. Symbionin은 two component pathway의 센서분자의 역할을 하며, 지금까지 알려진 것과는 다른 성질을 가진 protein Kinase이다.
Ha, Jae-Du;Kang, Seung-Kyu;Kim, Kun-Do;Choi, Joong-Kwon;Kong, Jae-Yang;Ahn, Chang-H.
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제26권6호
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pp.959-965
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2005
Investigation of structure-activity relationships of novel quinazolines has identified 7,8-dihydro-[1,4]dioxino-[2,3-g]quinazolines as a potent inhibitor of EGFR. These compounds have a benzodioxane framwork, which was prepared by regioselective O-alkylation of ethyl 3,4-dihydroxy benzoate by epoxide ring opening. Compounds 3f and 3k were more potent than ZD-1839 in EGF enzyme and EGFR autophosporylation inhibition assays.
Kim, Doc-Kyu;Chae Jong-Chan;Zylstra Gerben J.;Sohn Ho-Yong;Kwon, Gi-Seok;Kim, Eung-Bin
Journal of Microbiology
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제43권1호
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pp.49-53
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2005
Putative genes for a two-component signal transduction system (akbS and akbT) were detected near the alkylbenzene-degrading operon of Rhodococcus sp. DK17. Sequence analysis indicates that AkbS possesses potential ATP-binding and histidine autophosphorylation sites in the N- and C-terminal regions, respectively, and that AkbT has a typical response regulator domain. Mutant analysis combined with RT-PCR experiments further shows that AkbS is required to induce the expression of o-xylene dioxygenase in DK17.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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