Cdk10 ist ein Mitglied der Cdc2-Kinasefamilie und an der Regulation der G2/M-Phase des Zellzyklus beteiligt. Cdk10 wurde ursprünglich aufgrund seiner Homologie zu Cdc2 identifiziert und weist gemeinsame Merkmale cyclinabhängiger Kinasen (Cdks) auf. Dazu zählen die XI konservierte Region der Proteinkinase sowie die PSTAIRE-ähnliche Sequenz PISSLRE. Cdk10 enthält zudem Aminosäuren, die in Cdc2 und anderen Cdks wichtige regulatorische Stellen darstellen. Hierzu gehören Tyrosin- und Threoninreste in der ATP-Bindungsdomäne sowie ein konserviertes Threonin, das dem Threonin 161 von Cdc2 entspricht. Der Phosphorylierungsstatus dieser Stellen ist entscheidend für die Bestimmung der Cdk-Aktivität, was darauf hindeutet, dass Cdk10 einer ähnlichen Regulation unterliegt.

Einleitung

Neben der Regulation durch Phosphorylierung von Schlüsselresten wird die Cdk-Aktivität auch durch die Bindung an wesentliche assoziierte Proteine gesteuert. Cdks bleiben inaktiv, sofern sie nicht mit ihren Cyclin-Chaperonen assoziiert sind. Die Überexpression kinase-inaktivierter Cdks (auch als dominant-negative Mutanten bezeichnet) inaktiviert ihre Wildtyp-Gegenstücke funktionell durch Konkurrenz um erforderliche Interaktionspartner, insbesondere Cyclin-Chaperone. Diese mutierten Kinasen tragen eine Punktmutation an einer essenziellen Aspartatstelle in der ATPase-Domäne, wodurch die Kinase enzymatisch inaktiviert wird, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der korrekten strukturellen Konformation, sodass sie weiterhin an ihre normalen Protein-Chaperone binden können. Dies führt zur funktionellen Inaktivierung der endogenen Wildtyp-Cdk und kann den Zellzyklus an der Position anhalten, zu der eine bestimmte Cdk aktiv ist. So arretiert beispielsweise die Überexpression einer dominant-negativen Cdc2 Zellen in G2/M, während dominant-negative Cdk2 Zellen während der G1-Phase des Zellzyklus arretiert; diese Blockaden können durch eine geeignete Expression von Cyclin aufgehoben werden.

Funktionen

Das von diesem Gen kodierte Protein gehört zur CDK-Unterfamilie der Ser/Thr-Proteinkinasenfamilie. Die Mitglieder der CDK-Unterfamilie sind den Genprodukten von Saccharomyces cerevisiae cdc28 und Schizosaccharomyces cerevisiae cdc2 hochgradig ähnlich und sind bekanntermaßen essenziell für die Progression des Zellzyklus. Für diese Kinase wurde gezeigt, dass sie eine Rolle bei der Zellproliferation spielt. Ihre Funktion ist auf die G2/M-Phase des Zellzyklus beschränkt. Es wurden mindestens drei alternative Spleißvarianten beschrieben, die unterschiedliche Isoformen kodieren; zwei davon enthalten mehrere Nicht-AUG-Translationsinitiationsstellen.

Proteinassoziation von CDK10

Die Proteinassoziation von Cdk10 kann ebenfalls für seine Funktion in Zellen von Bedeutung sein. Die Überexpression der kinase-inaktivierten Cdk10 arretiert Zellen in der G2/M-Phase des Zellzyklus und führt zu einer Wachstumshemmung von U20S-Zellen, ähnlich wie dies für andere am Zellzyklus beteiligte Cdks beobachtet wird. Allerdings wurde für diese Cdk bislang kein Cyclin-Chaperon identifiziert, und es wurde kein weiteres Protein charakterisiert, das an Cdk10 bindet. Daher ist die Identifizierung von mit Cdk10 assoziierten Proteinen von großem Interesse, da diese möglicherweise durch Cdk10 reguliert werden oder Cdk10 regulieren. Wir führten in Saccharomyces cerevisiae einen Interaction-Trap- bzw. Two-Hybrid-Screen durch, um mit Cdk10 assoziierte Proteine zu identifizieren und so zum Verständnis dieser putativen Kinase beizutragen. In dieser Studie berichteten wir, dass Cdk10 in vitro und in vivo an den Transkriptionsfaktor Ets2 bindet. Diese Interaktion erfolgt über den N-Terminus von Ets2, der die Transaktivierungsdomäne von Ets2 sowie eine hochkonservierte Pointed-(PNT)-Domäne enthält. Die Interaktion umfasst die PNT-Domäne, und wir stellten fest, dass Cdk10 eine vollständige PNT-Domäne benötigt, um an Ets2 zu binden. Cdk10 kann jedoch den hochähnlichen Aminoterminus von Ets1 nicht erkennen. Zusätzlich zur Interaktion in vitro und in vivo fanden wir, dass Cdk10 die Ets2-Transaktivierung in Säugerzellen inhibiert.

Referenz:

1. Kasten M; et al. Cdk10, a Cdc2-related kinase, associates with the Ets2 transcription factor and modulates its transactivation activity. Oncogene.2001, 20 (15): 1832–8.