全長cDNAクローンの配列解析により、gekは1613アミノ酸からなる大型タンパク質をコードしていることが示されました（Figure 1a）。GekのN末端には、予測されるSer/Thrキナーゼ触媒ドメインが含まれています（Figure 1b）。この後に、ミオシン重鎖と配列相同性を持つ大きなコイルドコイルドメイン（Figure 1a）、プロテインキナーゼCドメインのホルボールエステル／ジグリセリド結合構造に類似したCysリッチドメイン（Figure 1c）、および多くのシグナル伝達分子に存在し、タンパク質-脂質相互作用や細胞表面へのリクルートメントに関与するプレックストリンホモロジードメイン（Figure 1d）が続きます。GekのC末端付近には、Cdc42/Racインタラクティブバインディング（CRIB）ドメインに類似した配列があります（Figure 1e）。実際、Gek（GekΔISP）（Figure 1e）における3残基の欠失は、CRIBドメインにおける3つの保存された残基に対応しており、Dcdc42への結合を阻害します。Gekはヒトのトニックジストロフィンプロテインキナーゼ（DMPK）と強い配列類似性を示します。GekとDMPKは、271アミノ酸からなる触媒コア内で63%のアミノ酸配列同一性を共有しており（Figure 1b）、両タンパク質間の配列類似性は触媒ドメインを両方向に超えています（Figure 1aおよびb）。しかし、DMPKはGekよりもはるかに小さいです。興味深いことに、最近同定されたRho結合キナーゼのクラスは、小型GTPase Rhoのエフェクターとして機能する可能性があり、Gekに類似したドメインを持っています（Figure 1a）。さらに、Rho結合キナーゼのキナーゼドメインはDMPKに類似していますが、DMPKは哺乳類のRhoキナーゼにDrosophila Gekよりも類似しています（触媒コアの同一性はそれぞれ63%と49%）。同様に、プロテインキナーゼCのホルボールエステル結合ドメインは、Rho結合キナーゼよりもGekのCysリッチドメイン（Figure 1c）により類似しています。

Figure 1. Gekの一次構造。（L, Luo; et al.1997）

Gekはプロテインキナーゼである。

Gekがキナーゼ活性を示すかどうかを調べるため、科学者たちはユビキタスなアクチンプロモーターの制御下でmycエピトープで標識した野生型Gek発現コンストラクトをショウジョウバエSchneider細胞（S2）にトランスフェクトしました。その後、抗myc抗体を用いてGekタンパク質を免疫沈降させました。ヒストンを基質として用いることで、科学者たちはmyc-Gekでトランスフェクトした免疫沈降細胞複合体においてキナーゼ活性を検出しましたが、モックトランスフェクト細胞からは免疫沈降されませんでした。免疫沈降中にGekに密接に関連する他のキナーゼによってキナーゼ活性が引き起こされた可能性を除外するため、科学者たちはmycタグ付き変異型Gekコンストラクト（A105K）でS2細胞をトランスフェクトしました。この変異は、キナーゼ活性に必須と予測されるキナーゼ内のリジン残基の変異です。免疫沈降したmyc-GekA105Kは、GekA105Kタンパク質の発現レベルが野生型Gekと同等であることが抗myc抗体によるウェスタンブロットで示されたにもかかわらず、バックグラウンドを超えるキナーゼ活性を示しませんでした。キナーゼドメインの単一アミノ酸置換がGekの他の関連タンパク質への結合を阻害する可能性は低いため、科学者たちはGekタンパク質がキナーゼ活性を有することを結論付けました。

参考文献

1. L、Luo；他。Genghis Khan（Gek）によるショウジョウバエCdc42の推定エフェクターおよびアクチン重合の調節因子としての役割。アメリカ合衆国科学アカデミー紀要、1997年。