Struktur und Dynamik des MKK7–JNK-Signalierungskomplexes

Die Signalisierungsspezifität in den mitogenaktivierten Protein-Kinase (MAPK)-Signalwegen wird durch ungeordnete Domänen der MAPK-Kinasen (MKKs) kontrolliert, die spezifisch über lineare Docking-Motive an ihre entsprechenden MAPKs binden. MKK7 aktiviert den c-Jun N-terminalen Kinase (JNK)-Pfad und ist die einzige MKK, die drei Motive innerhalb ihrer regulatorischen Domäne enthält. Hier charakterisieren wir das konformationale Verhalten und den Interaktionsmechanismus der regulatorischen Domäne von MKK7. Mithilfe von NMR-Spektroskopie entwickeln wir eine Atomauflösungsbeschreibung des Ensembles von MKK7, die hochgradig unterschiedliche intrinsische konformationale Neigungen der drei Docking-Stellen offenbart, was darauf hindeutet, dass das Prerekognitions-Sampling der gebundenen Konformation keine Voraussetzung für die Bindung ist. Obwohl die verschiedenen Stellen ähnliche Affinitäten für JNK1 aufweisen, unterscheiden sich die Interaktionskinetik erheblich. Wichtig ist, dass wir die Kristallstruktur von JNK1 im Komplex mit der zweiten Docking-Stelle von MKK7 bestimmen, was zwei verschiedene Bindungsmodi des Docking-Motivs offenbart, die mit Beobachtungen aus der NMR-Austausch-Spektroskopie korrelieren. Unsere Ergebnisse geben einzigartige Einblicke, wie die Signalisierungsspezifität durch lineare Motive reguliert wird und im Allgemeinen in die Rolle der konformationalen Unordnung in der MAPK-Signalgebung.