全長cDNAクローンの配列解析により、gekが1613アミノ酸の大きなタンパク質をコードしていることが示されました（図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（図1b）。これに続いて、ミオシン重鎖に配列ホモロジーを持つ大きなコイルドコイルドメイン（図1a）、プロテインキナーゼCドメインのフォルボールエステル/ジグリセリド結合構造に類似したCysリッチドメイン（図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に関与するプレクストリンホモロジードメイン（図1d）が続きます。GekのC末端近くには、Cdc42/Rac相互作用結合（CRIB）ドメインに類似した配列があります（図1e）。実際、Gekの3つの残基の欠失（GekΔISP）（図1e）はCRIBドメインの3つの保存された残基に対応し、Dcdc42への結合を妨げます。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アミノ酸の触媒コア内で63%のアミノ酸配列同一性を共有しており（図1b）、2つのタンパク質間の配列類似性は両方向で触媒ドメインを超えています（図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、Gekに類似したドメインを持つ小GTPase Rhoエフェクターとして機能する可能性があります（図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はショウジョウバエのGekよりも哺乳類のRhoキナーゼにより類似しています（触媒コアの同一性はそれぞれ63%と49%です）。同様に、プロテインキナーゼCのフォ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（図1c）により類似しています。

図1. Gekの一次構造。（L, Luo; et al.1997）

Gekはプロテインキナーゼです。

Gekがキナーゼ活性を示すかどうかをテストするために、科学者たちはDrosophila Schneider細胞（S2）に、普遍的なアクチンプロモーターの制御下でmycエピトープでラベル付けされた野生型Gek発現構築体を導入しました。科学者たちは次に、抗myc抗体を使用してGekタンパク質を免疫沈降しました。ヒストンを基質として使用することにより、科学者たちはmyc-Gekで導入された免疫沈降細胞の複合体内でキナーゼ活性を検出しましたが、模擬導入細胞からは免疫沈降しませんでした。免疫沈降中にGekに密接に関連する別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に、科学者たちはmycタグ付き変異体Gek構築体（A105K）をS2細胞に導入しました。この変異体は、キナーゼにおけるリジン残基を持つ変異がキナーゼ活性に必要なドメインを予測します。免疫沈降されたmyc-GekA105Kは、野生型Gekの発現レベルが抗myc抗体によるウエスタンブロッティングで示されたように、GekA105Kタンパク質の発現レベルが野生型Gekと同等であったにもかかわらず、背景以上のキナーゼ活性を示しませんでした。キナーゼドメインにおける単一の点変異がGekの他の関連タンパク質への結合を妨げ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持つと結論付けました。

参考文献

1. L, Luo; et al. Genghis Khan (Gek) as a putative effector for Drosophila Cdc42 and regulator of actin polymerization. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1997.