Potential role of Phosphorylation at Tyrosine 407 of Focal adhesion kinase

Abstract

Focal adhesion kinase (FAK) is a well-known positive regulator of cell cycle progression. Here, I report that FAK plays an additional role to negatively regulate cell cycle progression. In contrast to other known tyrosine residues of FAK, phosphorylation of FAK at tyrosine 407 (Tyr-407) was increased in NIH3T3 cells treated with cell cycle arresting reagents, serum starved and achieved a higher saturation density at confluence. FAK Tyr-407 phophorylation of NIT3T3 was increased at G0/G1 phase, decreased coincided with S-phase onset, and increased again when cells reentered into G0/G1 phase, but not in ras-transformed cells that overcame contact inhibition. Exponentially growing NIH3T3 cells transfected with the nonphosphorylatable mutant FAK Y407F showed increased proliferation, in comparison to control cells. It was due to altered total cell cycle time but due to reduced growth inhibition. In addition, increased FAK phosphorylation at Tyr-407 was mainly observed in the cytosol where FAK was less active. In addition, only growth-inhibited cell lysate was able to phosphorylate Tyr-407 of FAK in vitro. Taken together, all these data suggest that FAK negatively regulate its activity and cell cycle progression through phosphorylation at Tyr-407.;Focal adhesion kinase kinase (FAK) 는 non-receptor cytoplasmic tyrosine kinase로써 세포 주기 조절에 중요한 매개자이다. 이 논문에서는 FAK가 negatively하게 세포주기를 조절하는 역할이 있음을 밝히고자 한다. 다른 tyrosine residue와 다르게 tyrosine 407은 cell cycle arresting reagents, serum starvation, contact inhibition에 의해서 인산화가 증가하는 것을 볼 수 있었다. 뿐만 아니라 G_(0)/G₁기에서 증가했던 Tyrosine 407의 인산화가S-phase가 시작되면서 감소하고 다시 G₁ 기에 들어선 세포가 많아질수록 인산화가 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나 이러한 인산화의 증가는 contact inhibition을 극복하는 transformed cell line에서는 볼 수 없었다. 또한 인산화가 일어날 수 없도록 Tyrosine을 Phenylalanin으로 치환한 mutant를 transfection했을 때 대조군에 비해 proliferation이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 하지만 이러한 proliferation의 증가는 total cell cycle time이 짧아졌다기 보다는 cell cycle arrest에 대한 저항성이 커져서 나타난 것임을 mutant를 이용한 cell cycle profile 실험과 저항성 실험에서 알 수 있었다. 대부분의 Tyrosine 인산화가 신호전달 과정에서 positive regulation상황에서 나타나는데 비해 407번의 인산화는 negative regulation인 cell cycle arrest에서 나타났다. 이는 407번의 인산화가 FAK를 불활성 상태를 만들어 주거나 유지하게 함을 시사한다. 게다가 Tyrosine 407번의 인산화가 효소의 활성이 불활성 상태인 세포질에서 증가되어있음을 관찰 할 수 있었다. 또한 GST-407번을 cell cycle arrest시킨 cell lysate로 인산화 시켰을 때 처리한 시간에 의존적으로 Tyrosine 407번의 인산화가 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. 이는 growth inhibition에 의해 발현되는 어떤 효소에 의해 FAK의 Tyrosine 407번이 인산화됨을 의미한다. 이러한 모든 결과를 종합하여 볼 때 FAK의 Tyr-407번의 인산화는 FAK가불활성 상태에 놓이게 되는 세포주기와 그 상관성이 있으며 그 인산화는 growth inhibition에 의해 발현되는 어떠한 효소에 의해 이루어질 것이라는 것을 추정할 수 있다.