The Ras-related protein Cell division cycle 42 (Cdc42) is important in cell-signaling processes. Protein interactions involving Cdc42 occur primarily in flexible "Switch" regions that help regulate effector binding. We studied the kinetics of intrinsic GTP hydrolysis reaction in the absence and presence of a biologically active peptide derivative of a p21-activated kinase effector (PBD46) for wt Cdc42 and compared it to the Switch 1 variant Cdc42(T35A). While the binding of PBD46 to wt Cdc42 results in complete inhibition of GTP hydrolysis, this interaction in Cdc42(T35A) does not. Comparison of the crystal structure of wt Cdc42 in the absence of effector (1AN0.pdb), as well as the NMR structure of wt Cdc42 bound to an effector in the Switch 1 region (1CF4.pdb) ( www.rcsb.org ) suggests that the orientation of T(35) with bound Mg(2+) changes in the presence of effector, resulting in movement of GTP away from the catalytic box leading to the inhibition of GTP hydrolysis. For Cdc42(T35A), molecular dynamics simulations and structural analyses suggest that the nucleotide does not undergo the conformational shift observed for the wt Cdc42-effector interaction. Our data suggest that change in dynamics in the Switch 1 region of Cdc42 caused by the T35A mutation (Chandrashekar, et al. 2011, Biochemistry, 50, p. 6196) fosters a conformation for this Cdc42 variant that allows hydrolysis of GTP in the presence of PBD46, and that alteration of the conformational dynamics could potentially modulate Ras-related over-activity.

中文翻译：

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在特定的GTPase抑制剂存在下，对于Cdc42的switch 1变体观察到内在的GTP水解。

与Ras相关的蛋白细胞分裂周期42（Cdc42）在细胞信号传导过程中很重要。涉及Cdc42的蛋白质相互作用主要发生在有助于调节效应子结合的柔性“开关”区域。我们研究了wt Cdc42的p21活化激酶效应子（PBD46）的生物活性肽衍生物的存在和不存在下的固有GTP水解反应的动力学，并将其与Switch 1变体Cdc42（T35A）进行了比较。虽然PBD46与wt Cdc42的结合导致完全抑制GTP水解，但Cdc42（T35A）中的这种相互作用却没有。在没有效应子（1AN0.pdb）的情况下wt Cdc42的晶体结构的比较，以及在Switch 1区域（1CF4.pdb）中结合到效应子的wt Cdc42的NMR结构（www.rcsb。org）提示，在有效应子存在的情况下，与Mg（2+）结合的T（35）的方向会发生变化，从而导致GTP从催化盒中移出，从而导致GTP水解受到抑制。对于Cdc42（T35A），分子动力学模拟和结构分析表明，核苷酸未经历wt Cdc42-效应子相互作用的构象变化。我们的数据表明，由T35A突变引起的Cdc42的Switch 1区域动力学变化（Chandrashekar等人，2011，Biochemistry，50，第6196页）促进了这种Cdc42变体的构象，该变体允许存在下水解GTP。 PBD46，构象动力学的改变可能潜在地与Ras相关的过度活跃。导致GTP移离催化箱，从而导致GTP水解受到抑制。对于Cdc42（T35A），分子动力学模拟和结构分析表明，核苷酸未经历wt Cdc42-效应子相互作用的构象变化。我们的数据表明，由T35A突变引起的Cdc42的Switch 1区域动力学变化（Chandrashekar等人，2011，Biochemistry，50，第6196页）促进了这种Cdc42变体的构象，该变体允许在存在GTP的情况下水解GTP。 PBD46，构象动力学的改变可能潜在地调节Ras相关的过度活跃。导致GTP移离催化箱，从而导致GTP水解受到抑制。对于Cdc42（T35A），分子动力学模拟和结构分析表明，核苷酸未经历wt Cdc42-效应子相互作用的构象变化。我们的数据表明，由T35A突变引起的Cdc42的Switch 1区域动力学变化（Chandrashekar等人，2011，Biochemistry，50，第6196页）促进了这种Cdc42变体的构象，该变体允许在存在GTP的情况下水解GTP。 PBD46，构象动力学的改变可能潜在地与Ras相关的过度活跃。分子动力学模拟和结构分析表明，核苷酸未经历wt Cdc42-效应子相互作用的构象变化。我们的数据表明，由T35A突变引起的Cdc42的Switch 1区域动力学变化（Chandrashekar等人，2011，Biochemistry，50，第6196页）促进了这种Cdc42变体的构象，该变体允许在存在GTP的情况下水解GTP。 PBD46，构象动力学的改变可能潜在地与Ras相关的过度活跃。分子动力学模拟和结构分析表明，核苷酸未经历wt Cdc42-效应子相互作用的构象变化。我们的数据表明，由T35A突变引起的Cdc42的Switch 1区域动力学变化（Chandrashekar等人，2011，Biochemistry，50，第6196页）促进了这种Cdc42变体的构象，该变体允许在存在GTP的情况下水解GTP。 PBD46，构象动力学的改变可能潜在地与Ras相关的过度活跃。