Myristoylated alanine-rich C kinase substrate (MARCKS) was known to be the substrate of protein kinase C (PKC). The transducer of ErbB-2 (Tob) protein was found to interact with MARCKS in the yeast two-hybrid system. In vitro binding and co-immunoprecipitation test confirmed that MARCKS interacts directly with Tob. To investigate the role of interaction between MARCKS and Tob in the singal transduction pathway mediated by PKC, the change of interaction among MARCKS, Tob and ErbB-2 was examined after treating human breast cancer cells with tumor promoting phorbol ester, phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA), and PMA treatment induced phosphorylation of MARCKS increased its binding with Tob. The phosphorylation site domain (PSD) of MARCKS was relevant to its interaction with Tob. Also observed was the decreased binding of Tob with ErbB-2 by PMA. The present study proposes that MARCKS phosphorylation by PKC activation dissociates Tob from ErbB-2 and leading to the activation of ErbB-2 mediated signal transduction.
Myristoylated alanine-rich C kinase substrate (MARCKS) 가 세포 성장에 관여하는 기작에 대해 연구하였다. MARCKS 는 protein kinase C(PKC) 에 의한 인산화 기질로 처음에 발견되었다. 세포성장을 촉진한다고 알려진 PKC 의 기질로서의 MARCKS 의 역할을 규명하는 한 방법으로서, 그 하위기작에 대한 연구수행을 위해 MARCKS 와 결합하는 단백질을 yeast two-hybrid system 을 이용해 찾았다. 그 중 하나인 Tob 은 ErbB-2 와의 결합을 통해 세포성장을 억제하는 단백질로 알려졌는데, in vitro binding assay 를 통하여 MARCKS 와 직접적으로 결합한다는 사실을 알아내었다.
PKC 에 의해 매개되어지는 신호전달 체계에서 MARCKS 와 Tob의 결합이 어떠한 기능을 하는지 알아보기위하여 PKC 촉진제이자 발암기작에 관여하는 물질인 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) 를 사용하였다.
PMA 에 의해 유도되는 인산화에 의해 MARCKS 와 Tob 간의 결합력이 강해진다는 사실을 발견하였다. 이때 MARCKS 의 PSD(phosphorylation sites domain) 부위가 인산화되는데, 이 부위가 Tob 과의 결합에 관여한다는 사실도 찾아내었다. MDA-MB-231 세포에서 PMA 처리시 Tob 과 MARCKS 간의 결합력 변화와 Tob 과 ErbB-2 간의 결합력 변화, 각각을 조사한 결과, PMA 처리로 인해 Tob 과 MARCKS 간의 결합력은 강해진 반면, Tob 과 ErbB-2 간의 결합력은 약해졌음을 발견했다. 이때 ErbB-2 의 인산화와 활성도가 증가하는 것을 발견하였다. 또한 PMA 처리시 Tob 과 MARCKS 의 세포내 위치변화를 조사한 결과, PMA처리로 인해 두 단백질의 위치가 세포내 핵 주변으로 이동했다는 사실을 발견하였다. 이러한 사실들로 미루어 보아 세포의 성장이 멈춰있는 상황에서는 Tob 이 ErbB-2 에 결합하여 ErbB-2 에 의해 유도되는 세포성장 신호를 억제하고 있는 반면, 세포성장을 유도하는 신호에 의해 활성화된 PKC 가 MARCKS 를 인산화시키면 MARCKS 와 Tob 간의 결합력이 강해지고, 이로 인해 MARCKS 와 Tob 이 세포질내로 함께 이동하여 ErbB-2 와 Tob 간의 결합이 억제되고, 결과적으로 ErbB-2 에 의한 세포성장 신호 전달 시스템이 가동되어 세포의 성장이 이루어진다는 결론을 내릴수 있다.
