J 2022

Phosphorylated and Phosphomimicking Variants May Differ—A Case Study of 14-3-3 Protein

KOZELEKOVÁ, Aneta, Alexandra NÁPLAVOVÁ, Tomáš BROM, Norbert GAŠPARIK, Jan ŠIMEK et. al.

Základní údaje

Originální název

Phosphorylated and Phosphomimicking Variants May Differ—A Case Study of 14-3-3 Protein

Autoři

KOZELEKOVÁ, Aneta (203 Česká republika, domácí), Alexandra NÁPLAVOVÁ (203 Česká republika, domácí), Tomáš BROM (203 Česká republika, domácí), Norbert GAŠPARIK (703 Slovensko, domácí), Jan ŠIMEK (203 Česká republika, domácí), Josef HOUSER (203 Česká republika, domácí) a Jozef HRITZ (703 Slovensko, garant, domácí)

Vydání

Frontiers in Chemistry, Frontiers Media SA, 2022, 2296-2646

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10608 Biochemistry and molecular biology

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.500

Kód RIV

RIV/00216224:14740/22:00119696

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

000777334200001

Klíčová slova anglicky

14-3-3; phosphorylation; phosphomimicking mutation; oligomeric state; dissociation constant

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 10. 10. 2024 14:51, Ing. Martina Blahová

Anotace

V originále

Protein phosphorylation is a critical mechanism that biology uses to govern cellular processes. To study the impact of phosphorylation on protein properties, a fully and specifically phosphorylated sample is required although not always achievable. Commonly, this issue is overcome by installing phosphomimicking mutations at the desired site of phosphorylation. 14-3-3 proteins are regulatory protein hubs that interact with hundreds of phosphorylated proteins and modulate their structure and activity. 14-3-3 protein function relies on its dimeric nature, which is controlled by Ser58 phosphorylation. However, incomplete Ser58 phosphorylation has obstructed the detailed study of its effect so far. In the present study, we describe the full and specific phosphorylation of 14-3-3ζ protein at Ser58 and we compare its characteristics with phosphomimicking mutants that have been used in the past (S58E/D). Our results show that in case of the 14-3-3 proteins, phosphomimicking mutations are not a sufficient replacement for phosphorylation. At physiological concentrations of 14-3-3ζ protein, the dimer-monomer equilibrium of phosphorylated protein is much more shifted towards monomers than that of the phosphomimicking mutants. The oligomeric state also influences protein properties such as thermodynamic stability and hydrophobicity. Moreover, phosphorylation changes the localization of 14-3-3ζ in HeLa and U251 human cancer cells. In summary, our study highlights that phosphomimicking mutations may not faithfully represent the effects of phosphorylation on the protein structure and function and that their use should be justified by comparing to the genuinely phosphorylated counterpart.

Návaznosti

EF18_046/0015974, projekt VaV
Název: Modernizace České infrastruktury pro integrativní strukturní biologii
GF20-05789L, projekt VaV
Název: Charakterizace přirozeně neuspořádaných proteinů
Investor: Grantová agentura ČR, Characterization of intrinsically disordered proteins, Partnerská agentura (Rakousko)
LM2018127, projekt VaV
Název: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii (Akronym: CIISB)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech Infrastructure for Integrative Structural Biology
MUNI/C/1562/2019, interní kód MU
Název: Studium struktury a interakcí fosforylovaného 14-3-3 proteinu
Investor: Masarykova univerzita, Studium struktury a interakcí fosforylovaného 14-3-3 proteinu, DO R. 2020 - Program rektora
90127, velká výzkumná infrastruktura
Název: CIISB II
90129, velká výzkumná infrastruktura
Název: Czech-BioImaging II