Development of an alternative calcineurin inhibitor derived from CABIN1 peptide

Abstract

The C-terminal fragment of calcineurin binding protein-1 (CABIN1) interacts with calcineurin and represses the transcriptional activity of nuclear factor of activated T cells (NFAT). However, the specific sequences and mechanisms through which it binds to calcineurin are unclear. This study determined that decameric peptide (CABIN1 residues 2146 to 2155) is minimally required for binding to calcineurin. This peptide contains a unique PPTP C-terminal sequence and a PxIxIT N-terminal motif. Furthermore, p38 MAPK phosphorylated the threonine residue of the PPTP sequence under physiological conditions, dramatically enhancing the peptides binding affinity to calcineurin. Therefore, the CABIN1 peptide inhibited the calcineurin-NFAT pathway and the activation of T cells more efficiently than the VIVIT peptide without affecting calcineurins phosphatase activity. The CABIN1 peptide could thus be a more potent calcineurin inhibitor and provide therapeutic opportunities for various diseases caused by the calcineurin-NFAT pathway.

CABIN1 단백질의 카르복실 말단 조각은 calcineurin과 상호작용하여 T세포 활성화에 필수적인 NFAT의 전사활성을 억제한다. 하지만 calcineurin과 결합하는 정확한 아미노산 서열과 그 기전에 대해서는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구는 CABIN1의 카르복실 말단 조각과 calcineurin의 결합에 있어 최소한 CABIN1의 2146번부터 2155번까지 10개 아미노산이 필요하다는 것을 입증하였다. 이 펩타이드는 아미노 말단에 PxIxIT 모티프를 가지고, 카르복실 말단에 고유한 PPTP 서열을 갖는다. 생리적인 환경에서 p38 MAPK는 PPTP서열의 트레오닌 잔기를 인산화 시키고, 이는 CABIN1 펩타이드의 calcineurin에 대한 결합력을 상당히 향상시킨다. 그로 인해 CABIN1 펩타이드는 calcineurin의 탈인산화 효소활성에 영향을 주지 않으면서 VIVIT 펩타이드보다 더 효과적으로 calcineurin-NFAT 경로와 T 세포의 활성을 억제한다. 결과적으로, CABIN1 펩타이드는 대체 calcineurin 억제제로서 큰 잠재력을 가지고 있고, calcineurin-NFAT 경로에 의해 유발되는 다양한 질병에 대한 새로운 치료기회를 제공할 수 있을 것이다.