Top Banner
Morten Fro È din 1 , Claus J.Jensen, Karine Merienne 2 and Steen Gammeltoft Department of Clinical Biochemistry, Glostrup Hospital, DK-2600 Glostrup, Denmark and 2 IGBMC Parc d'Innovation, 1 rue Laurent Fries, 67404 Illkirch, Cu Strasbourg, France 1 Corresponding author e-mail: [email protected] M.Fro Èdin and C.J.Jensen contributed equally to this work The 90 kDa ribosomal S6 kinase-2 (RSK2) is a growth factor-stimulated protein kinase with two kinase domains. The C-terminal kinase of RSK2 is activated by ERK-type MAP kinases, leading to autophosphory- lation of RSK2 at Ser386 in a hydrophobic motif. The N-terminal kinase is activated by 3-phosphoinositide- dependent protein kinase-1 (PDK1) through phos- phorylation of Ser227, and phosphorylates the sub- strates of RSK. Here, we identify Ser386 in the hydrophobic motif of RSK2 as a phosphorylation- dependent docking site and activator of PDK1. Treatment of cells with growth factor induced recruit- ment of PDK1 to the Ser386-phosphorylated hydro- phobic motif and phosphorylation of RSK2 at Ser227. A RSK2-S386K mutant showed no interaction with PDK1 or phosphorylation at Ser227. Interaction with Ser386-phosphorylated RSK2 induced autophos- phorylation of PDK1. Addition of a synthetic phosphoSer386 peptide (RSK2 373±396 ) increased PDK1 activity 6-fold in vitro. Finally, mutants of RSK2 and MSK1, a RSK-related kinase, with increased af®nity for PDK1, were constitutively active in vivo and phos- phorylated histone H3. Our results suggest a novel regulatory mechanism based on phosphoserine-medi- ated recruitment of PDK1 to RSK2, leading to coordi- nated phosphorylation and activation of PDK1 and RSK2. Keywords: ERK/growth factor/MSK1/PDK1/RSK2 Introduction The 90 kDa ribosomal S6 kinases (RSK1±4) are a family of broadly expressed serine/threonine kinases that are activated by extracellular signal-regulated protein kinase (ERK1 and ERK2) in response to many growth factors, peptide hormones and neurotransmitters (reviewed in Fro Èdin and Gammeltoft, 1999; Nebreda and Gavin, 1999). RSK is an important effector of ERK in the regulation of cell division and survival. In Xenopus laevis oocytes, RSK regulates G 2 ±M phase progression in meiosis I through phosphorylation of the p34 cdc2 -inhibi- tory kinase Myt1 (Palmer et al., 1998). During meiosis II, RSK induces metaphase arrest to prevent cell division in the unfertilized egg (Bhatt and Ferrell, 1999; Gross et al., 1999). In cerebellar granule neurons, RSK phosphorylates and inactivates the pro-apoptotic protein BAD (Bonni et al., 1999). RSK has been proposed to phosphorylate and activate transcription factors like estrogen receptor-a (Joel et al., 1998) and CREB (Xing et al., 1996), and to bind to and modulate the function of CBP and p300, which are transcriptional co-activators (Nakajima et al., 1996). Moreover, RSK2 phosphorylates histone H3 at Ser10, which may cause chromatin remodeling and facilitate gene transcription (Sassone-Corsi et al., 1999). Inactivating mutations in the RSK2 gene are responsible for human Cof®n±Lowry syndrome, which is characterized by severe mental retardation and progressive skeletal deformations (Trivier et al., 1996). Mutations in RSK4 may also lead to mental retardation (Yntema et al., 1999). Recently, two mitogen- and stress-activated protein kinases (MSK) were discovered that are homologous to RSK (Deak et al., 1998; Pierrat et al., 1998). MSK is activated by ERK as well as by p38 MAP kinase in response to growth factors and various cellular stress stimuli. MSK appears to be a major growth factor- activated CREB kinase (Deak et al., 1998; Pierrat et al., 1998) and has been associated with phosphorylation of histone H3 and HMG-14 (Thomson et al., 1999), suggest- ing a role of MSK in transcriptional regulation. RSK is composed of two kinase domains connected by an ~100-amino-acid linker region (Figure 1). The N-terminal kinase (NTK) phosphorylates the substrates of RSK and its activity is regulated by the C-terminal kinase (CTK) and the linker. Activation of RSK requires phos- phorylation at four sites (Dalby et al., 1998). As a probable sequence of events, ERK phosphorylates Ser369 in the linker (using mouse RSK2 numbering) and Thr577 in the activation loop of the CTK, leading to its activation (Fisher and Blenis, 1996; Dalby et al., 1998). The CTK then phosphorylates Ser386 in the linker (Vik and Ryder, 1997). Finally, the NTK requires phosphorylation at Ser227 in the activation loop, which is catalyzed by 3-phosphoinositide- dependent protein kinase-1 (PDK1) (Jensen et al., 1999; Richards et al., 1999; Williams et al., 2000). While phosphorylation at Ser227 directly activates the NTK (Jensen et al., 1999), it is not known how phosphorylation at Ser386 modulates the activity of the NTK. PDK1 plays a central role in the activation of several growth factor-induced protein kinases (reviewed in Belham et al., 1999), which include protein kinase B (PKB) (Alessi et al., 1997a; Stephens et al., 1998), p70 S6 kinase (Alessi et al., 1997b; Pullen et al., 1998), several PKC isotypes (Dutil et al., 1998; Le Good et al., 1998) and serum and glucocorticoid-induced kinase (SGK) (Kobayashi and Cohen, 1999; Park et al., 1999). These kinases are all phosphorylated by PDK1 at a serine or threonine in the activation loop analogous to Ser227 in RSK2 (Figure 1). In addition, activation of these kinases A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1 The EMBO Journal Vol. 19 No. 12 pp. 2924±2934, 2000 2924 ã European Molecular Biology Organization
11

A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

Apr 27, 2023

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

������ ���� ��� ���� �������������� �������� �� ����� ����������

���������� �� � ��� � ���� ����� ������� ��� ����������� �������� ������� ��� ������ ��� �!���"�� ��# ��� $������ %� ��� �&'�' ���� ���� �� (����)��*� %�����

#�������� �* ��������� �+ �,��)�*������-��

�-%�.� � ��� �-/-/����� ���� )���� �0����� � �� � 1��

��� �� ��� �� ���� �� ��� ��� ������ � ����������� �������� ���� ��� � ��� ��� ��� ������ ! ��� "������� ��� � �� ���� ���#�����$ %����$ � &'( ��� � ) ������ �� ���� �� ��$������ �� ���� �� ��*+� � � �$�� ���� ����! ���,������� ��� � ���#���� �$ *� �� ���� ������ ������ ���� ��� ��- �(��-� ������ �� � ��$����� �� ����.) ��� �� ��$���� ��� ��� ���� �� ���! /��) �� �����$ ��*+� � ����$�� ���� ���� �� ���� � � �� ��$�������� ������ ������ �� ��� ���#��� �� (��-!�������� �� ���� ��� ����� ����� ������ ��������� �� (��- �� ��� ��*+�� �� ��$����� �$��� ���� ���� ��� �� ��$����� �� ���� �� ����.!' ������*+�� ������ ����� �� �������� ���(��- � �� ��$����� �� ����.! 0�������� �����*+�� �� ��$����� ���� ������ ���� �� � ��$����� �� (��-! '����� �� � $������ �� ����*+� � ��� �����*.*1*��� ���� �� (��-���#�$ ������ �� �����! 2����$) ������ �� ���� ���&��-) � ���������� ��� �) ��� ���� �� ��3��$�� (��-) ��� ��� ����#��$ ���#� �� ���� ��� �� � ��$����� � ���� /*! 4� � ��� ���� � � ��#���������$ ������ � �� �� �� �� �� ������������ �������� �� (��- �� ����) ������ �� ���������� �� ��$����� ��� ���#���� �� (��- �������!��������+ 23�4*�1�� ����4�(�#4 ��#43(��

����������

5�� 6� ��� � )���� (� � ����� 73(�#8'9 ��� � �� �� )����� �:������� ��� ��4����� �� � ����� ���� ������ "���� )� �:����������� � *������*������ ���� � � ����723�# ��� 23��9 � ������� � ���� *�1�� ���������� �� ������ ��� ���������� ����� 7��" �1�� �%�.� � ��� ��������� #666; <�)���� ��� ��" ��#6669- 3(� � �� ������� ����� 23� � �����*���� � ���� � " � � ��� ���" "��- �� ����� ����������� 3(� ��*������ ��8� ����� ��*���� � ��� � � � ����*� ���������� � ��� �='����� �� ) ���� � ���� ���# 7 ����� �� � -� #66>9- ��� �* �� � � ���3(� ������ ��������� ������ � ���"��� ���� � " � � ���� ����� � ?�� �** 7����� ��� %������� #666; ���� �� � -�

#6669- �� ����)����� *������ ������� 3(� ��������������� ���� "���� ��� �������� � ���� � �@� 7��� �� � -� #6669- 3(� ��� )��� ������ � ����������� ������ "��� ������� �� � ����� � �� ����*�� ��������� 7/���� � -� #66>9 ��� �32� 7A �* �� � -� #66�9� ��� � ) �� ���� ������� ��� ���� � �� ��� �=��� 1� �� ���������� �� ��� ����� "���� 7<���B �� �� � -� #66�9-���"��� 3(�� ������������ � ���� �= �� (��#��1� �� ��� ����� ������ � ������ �* ��� �� � ���� *���������� �� � 7(��������� �� � -� #6669- ����� "�� �*����� �� � ��� 3(�� *��� ��� ������ )�� � ������C�8$1�� �������� 1� �� � ��������� ?�� )� ��"��������� �������� � ��� ��*���� "� �������� ������ ��75� " �� �� � -� #66�9- ����� �� � 3(�' ��� ��� ���� ������� �������� � 7D����� �� � -� #6669-3�������� �1 � �*��� ��� ���������� "���� ���� �

� ����� 7�(�9 1��� � ��"���� ���� ��� ���*�� �3(� 7���� �� � -� #66>; ����� �� � -� #66>9- �(� ���� "���� )� 23� �� 1��� �� )� �=> �@ � ���� �������� � *�1�� ����� ��� "�� �� �������� �������� ��� - �(� ������� � )� � ��B� *�1�� �������� "���� �32� � ���� 7���� �� � -� #66>; ����� �� � -�#66>9 ��� ��� )��� ���� ���� 1 �� ���������� � � ���� �= ��� ����#' 75���� �� � -� #6669� ��**���� �* � ��� �(� � ������� �� ��� ��*���� �-3(� � ������ �1 � ���� ��� �� ��������

)� �� E#����� ���� � � ���� ��* � 7% *��� #9- 5��<����� ��� � ���� 7<5�9 ������������ ��� ��)������� 3(� ��� �� ��� " �� � ��*������ )� ��� ������ ��� � ����7�5�9 ��� ��� � ����- @�� "�� � 3(� ��0� ��� ����������� � �� �� � ��� 7���)� �� � -� #66>9- @� � ��)�)����0����� �"����� 23� ������������ (��=�6 � ���� ���� 7�� �* ���� 3(�� ���)�� �*9 ��� 5��F&& � ������ "�� � �� ��� �5�� ���� �* � �� ��� "�� � 7% ������� ���� �� #66�; ���)� �� � -� #66>9- 5�� �5� ���������������� (��=>� � ��� � ���� 7G � ��� 3����� #66&9-% ������ ��� <5� ��0� ��� ���������� � �� (����& � ������ "�� � ��� 1� �� � ������?�� )� =������ �� � ������������ ���� � � �����# 7 ��#9 7/����� �� � -� #666;3 ������ �� � -� #666; H �� ��� �� � -� ����9- H� ������������ � �� (����& � ������ ��� "���� ��� <5�7/����� �� � -� #6669� � � �� ��1� �1 ���������� ��� (��=>� �������� ��� ��� " �� ��� <5�- ��# ����� � ������� ��� � ��� ��� "�� � ��"����

*�1�� ����� ������ ���� � � ����� 7��" �1�� ������� �� � -� #6669� 1� �� ������ ���� � � ���� �7 ��9 7@���� �� � -� #66&�; (������� �� � -� #66>9� �&� (�� ���� 7@���� �� � -� #66&); ����� �� � -� #66>9� ��"���� �� ������ 7��� � �� � -� #66>; $� �� �� � -� #66>9��� ����� ��� *������ � �� ������ � ���� 7(��97�)����� ��� ����� #666; ��� �� � -� #6669- 5����� ����� ��� ��� ������������ )� ��# �� � ��� �� ������ �� � ��� ��� "�� � �� ����*�� � (����& �3(�� 7% *��� #9- �� ��� � �� ��� "�� � ����� � �����

� ��������������� ����� ��!� ��� � ��������� !���� "��� ���� ������� �� ���#���� $%��

&�� '�() ������� ���� �� ��� �� � ������� ����

��� �������� ��������� ������� ������������

Page 2: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

��0� ��� ���������� � �� � ��� �� � ����� �� ��� ��������� ������ ����� � ��� � ���� ��� � ����*�� �(��=>� � 3(�- 5� � ���������� � � �� � � ������ � ���������� �� � ������) � �� 7% *��� #9� C��� ���*�� ?�� � �&� (� � ���� 7 ����� �� � -� #66F9-5�� ������ ��� ���� ������ �� ��� ���� C� �� ��#

��� � �1���� �� ���� ��� � ���� ��)������� ��� ��������� ��������� ?��- @�� "�� � �� )� ��# ��0� ��������� ?�� � �� ��� ������ ���)����� ��� ���� )�=������ �� � �� ) �� �* ��� �������� � ���*�7 �9 ��� � ��� �1 � ����� 7@��B���" � �� � -� #66&;@������ �� � -� #66>; ���� � �� � -� #6669- �� ��� � ��=������ �� � ��� ��"��� �� �� � *� ��)������ � ��#� ��� )�� ����*� � ������ ��� ����*� 7@���� �� � -� #66&�; (��� �� � -� #66&9- ��������� � �&�(� � ���� ��� (�� )� ��# ������� � ���������� ��"���� ����� �* ����1���� � ����� � ������ ����� �* ���������) � �� 7@���� �� � -� #66&); ���� � �� � -�#66>; ����� �� � -� #66>; �)����� ��� ����� #6669-5�� ������� � ��� " �� ��# � �� ��1� � )���*������- 5���� ��� ���������� ���� ��� "� ��� " �� ��# 1�� �� �������� )� *�1�� ���� ��������� ����� � )� ������� � =������ �� � ��� 1 �� ��� ���� � ��# 7@���� �� � -� #66&��); ����� �� � -�#66>9-�� �� � ������ 1� ��"� �"��� *���� ��� ������� � ���

��*���� � 3(�� ��� ��#- H� ����� � ������ �� ���� "�� � ��# ��� ���� C� �� ��# ��� � ���� �)���� � �������� �� ���*� � �- 5���� *�1�� ����� ������ ���������� � �� (��=>� � ��� ������) ��� 3(�� ������� � ) �� �* � �� ���� ����� �� ��#��� �� ������� �� ������� � ��� " �� �1���� (����& �3(��-

"������

������ �� � ��� � ��� � �� � ���� ���������� � � � �� ����� � � ������ ��������� � � � ��� � ����5 ����� ��� ��� ��� � ���� � ��*���� � 3(��� 1�*�������� � ��� �� ������� ������ ��� <5���� � 1 �� ������ �* ��� �� ��� � ���� ��* �- 5��������� 1��� �:������� � �I(& ����� ��� ��� � � ������� " �� 1�� ������ ��� ��� ������� 1 �� �������*��3(��- 5�� ����� � ������� 3(��#8=��� 3(��#8=&= ���3(��#8=>� 1��� ������ ���� "� � ����� 7% *��� �9- ���������� 3(��#8=>6 ��1�� �-F��� � *��� � ���� ��� " ������ �������*�� 3(�� �� ���� ������� ������ ����)���" �* �� � ���� ��� "��� ��� "� 3(�� ������-3�� ���� =>#8=>6 ������ ��� ������) � �� ���(��=>�� 1� �� � ������������ )� ��� �5�- % ������3(��#8'#& ��� 3(��#8'�� �������� ��*��� ��� ������� " �� �� 3(��#8=>6 1��� �������� � ��� � �1���:����� � 7% *��� �9- 3(��#8=��� 3(��#8=&= ���3(��#8=>� 1��� �� ���� "� ��� � � ��� �*� � ������� ���� )� ��� "���� � ��� ���� ��"�� �� 3(��#8=>6 )����:����� � 1 �� ��# 7���� �� ��1�9- �� ������ ����� ������) � �� � ����)�� ��� "�� �* ��� ������<5� ��� � 3(�� � ����-H� �"��� *���� ��� ���������� � 3(��#8=>6

�� �* ���������� C� ��� )� �� 7@)�9 � ��� ������������ � � ��� ������� � �� � ������+ (����&�5��=�F� (��=�6 ��� (��=>�- (���� � �*��� 3(��#8=>6 1�����" �� ������������ �� (��=>�� �"�� ���*� ��� ���������� �� � �5� ��� � 7% *��� =�� ����� = ��� '9-@���������� ���������� � (��=>� � ��0� ��� � ������ " �� 3(��#8=>6� � ��� ��� ������ 3(��#8=>6(=>�@��1�� *������ ������� � ���� ��� " �� 7% *��� =@� ����� F��� �9- 2:����� ��� ����� � �� ������ *�1�� ����72�%9 � � �� ������� ���������� � �� (��=>� �

2�! �! � ���� ��� " �� 3(�� ����� � ������� � ����- �I(& �����1��� ���������� 1 �� ����� �� �:����� �* �@ �� ������**�� �������*�� 3(�� � ����� � �������- @��� '> � ��� � C��� = � ���������"�� � ��� �� ����� 1��� ����� ��� 3(� 1�� ���� � ����� 1 �� @)� ��� �@ �� ��� ��* ��� ��)B����� � � ���� ����� 7�1�� �����9- ������� �:������� �� � ��������*� �������*�� 3(�� �� ���� ������������ ��� ��� ��� ���� � (� ����� ���������� �:��� ������������ � ���� ����- 5�� ��� " � �� 3(��#8=>6 ��� ���� �������3(�� 1��� � ����� 7� J�-��#9 1��� ������� )� ����� ��� ������-@��� ��� � ���� ������ 3(� 1�� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� �@ �� ��� ��* 7����� �����9-

2�! -! (�������� ��� ��*������ ���������� � � ��� 3(��- 3(� ������� �1 � ���� ��� �� �������� )� � ��*������ � ������* �- 5�� ������ ��� �� � ���� �� � ��� �* � �� � 23� 7��" � ���<�)����� #666; (� �� �� � -� #6669- 5�� ���� �� C"� ����������� � � ��� ��� ��� � ����� ���� ����������� ����� � ��� ��� ��1�- ��������� � �� (����&� (��=�6� (��=>� ��� 5��F&& ��*������ � ������� " ��� 1������ ��� ��� 5��=�F ���������� � � ������� 7����3(�� ���)�� �*9- @� � �� � ��0������ ��1 ��� ��# ������������������ � �� ��� ��� ������) � �� 1 �� �����"����� ���� � )��- 5�� �� *����� ���������� ���� )�� �� � ��� ������� � ���� *�1�� �������� "���� � ������ ����� �* 3(�� �(�� �&�(��� ���� ���� (�� ��� 3��- (�� ���4����� ��� ���� ��0� ������������ � � � ���� ��� "�� � ��� ��1� � ���- (�0������ ��������� �:���� 3(�# 7���9� 3(�� ��� ��� 7)�� ����9-

� ������������ ��!� ��� ���� ���#���� $%��

����

Page 3: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

� ���� ��� " �� 3(��#8=>6� � ������� � �������*��3(�� 7% *��� =@ ��� �9- �������� �*��� ��� ��# � ���(����&� 1�� ��� � *��� ������������ � 3(��#8=>6� )����� ���* ����� ������������ � 3(��#8=>6(=>�@ ����� ������������ � 3(��#8=>� 7% *��� =�9- ���������� � �� (����& 1�� ����*�� ������ )� 2�% ��������*�� 3(��� )�� �� � ��� ������� 7% *��� =�9-% ������ ��� ��� 3(�� ������� ��1�� ��� ����������� � �� ��� �1 23� ���������� � � ��� � ���� ���� 75��=�F ��� (��=�69 ����� )���� � 2�%��� ���������� � ��- �� �������� �������*�� 3(�� ��1�� 2�%� ������ ���������� � �� ����� � ��� 7% *��� =� ��� 29-@�� ��������� 1��� ������� �� ��*��� � � ��� ��"��� � ������� � ������ �� ��1� )� ����)��� �* � ��� �����**��� � � 7�@9 �� ��� ��* 7% *��� =%9- 5���� ������**��� ���� 3(��#8=>6 � ��� "� � ����� )������ � ����� ��� "��� ������������ �� (��=>� ��� (����&-���"��� ��� �1 ���������� � � ��� �:� ) � � � ���

���� ��� ����� ��� � � ��� ���������� � �� (��=>� ���0� ��� � ��� ���������� � (����&-@ � ������� )��1��� ���������� � �� (��=>� ���

(����& 1�� ��� )���"�� � �������*�� 3(��- 5���� ��������� 3(���(=>�� ��1�� � ���������� � ��(����& � ���� ������� � 2�%�������� ����� 7% *��� '�9��� 1�� ���� "� 7% *��� '@9- �� �������� ���������� ��� ��� �1 23� ���������� � � ���� 5��=�F ��� (��=�6�������� ������� � 3(���(=>�� � ������� � 2�%7% *��� '� ��� �9- ���"��� ����� � ��� �1 23�� ��� � � �� ���� ���������� � �� (����& � (��=>�7���� �� ��1�9- 5�� � ���� 3(���(=>�� � �����*���������� � �� (����& ��" ��� �� �:������ � � ���)���"�� � ���� (��=>� � ��0� ��� � ��� ��� "�� � 3(�# 7���)� �� � -� #66>9 ��� 3(�� 7/����� �� � -� #6669-

�� ��� � ��� � �� � ���� �� �� �� ����� ���������� � � ��! ��� � � "#�$( ��� 3(���(=>�� 1�� �� ������������ �� ��� ��#� ��� 1� �"��� *���� 1������ �� � ������ 1�� �����)�� ������� �* 1 �� ��# �� ������� 1 �� 1 ������� 3(��-��� �� ������**�� ��# 1�� ���:������� 1 �� 3(��� 3(���(=>�� � �I(& ������ ��1�� )� ���� � ��� � 3(�� 1 �� @) � ��� �@ ��* ��� ����)��� �* ������� � ����� ��#- ����� 1��� �� �:���� � 2�%�� � � ��� �� � ��� ���:����� � 1 �� ��# ��������)����� �� ���������� � 3(�� �� (��=>� )� � � ����

2�! *! 3�� ��� ������) � �� � ��*���� � ���������� �� ��� � ��� <����� ��� � ���� 3(��- �I(& ����� 1��� ����������1 �� ����� �� �:����� �* �@ �� ������**�� 1 ������� 3(�� ������� 3(��- @��� '> � ��� � C��� = � ����� ����"�� � ��� �� �����1��� �:����� � ��� � �� �� 2�% � �� � � ��� �����- 5���������3(� 1�� ���� � ����� �� ��� ���� ������� 1 �� @) � ��� �@ �� ���-7'9 5�� � ���� ��� " �� 3(� 1�� ������ ��� ��� �:������� �� ���������*� )���� 3(��#8=>6 ��� " ��- ���� ��� ��� ���� � (� �� ���������� �:��� ����� ������� � ���� ����- 5�� ���� �����1 �* )��� 1��� � ����� 1��� ������� )� ����� ��� ������+ ="����� F 7� J�-��#9; = "����� & 7� J�-�F9- @��� ��� � ���� �������� 0��� ��� ���� � ����� 3(�� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @)� ���� ) �� 3(�� 1��� ������������ ��(��=>� 759� (����& 7"9� 5��=�F 7�9 � (��=�6 7%9� � 1 �� @) � ����@ ��* 729-

2�! 6! (��=>� � ��0� ��� � ���������� � (����& � 3(��-�I(& ����� 1��� ���������� 1 �� ����� �� �:����� �* �@���**��3(�� � 3(���(=>��- @��� '> � ��� � C��� = � ����� ����"�� ���� �� ����� 1��� �:����� � ��� � �� �� 2�% � �� � � ��� �����-7'9 3(� 1�� ���� � ����� �� ��� ���� ������� 1 �� @) � ��� �@ ��*� �� � ���� ��� " �� 1�� ������ ��� ��� �:������� �� � ��������*� 2�%��� ������� 1 ������� 3(�� ��� " ��- ���� ��� ��� ���� � (� ����� ���������� �:��� ����� ������� � ���� ����- @��� ��� � ���������� �� 0��� ��� ���� � ����� 3(�� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2��� ����)��� �* 1 �� @)� ���� ) �� 3(�� 1��� ������������ ��(����& 759� 5��=�F 7"9� (��=�6 7�9 � 1 �� @) � ��� �@ �� �����* 7%9-

������ � � ���

����

Page 4: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

� �� ���� ������ �� 7/����� �� � -� #6669- @� ��1� �% *��� F@� 3(�� ���� � ����� � *� C������ ��� ��#���� � � 3(���(=>��- ����� ����)��� ��1�� ������� ���� � ����� ���� ��� �0��� ������ 3(�� ���3(���(=>�� 7% *��� F�9� ��� ���� ��# 1�� �:��������� � � ��� ��"��� � ��� �1 ���������� � ��� � ��7% *��� F�9- ��# 1�� ��� ��� � ���� � ���� 1 ��3(�# ��� 3(�= �� ������� ������������ ����� 7������ ��1�9-�� ���� � ���� � ��� ) �� �* � �� � ��# � 3(��

1� ������� ��� �) � �� � ���� ����� � ������� 3(��� ���� � ���� ���:������� ���� ��#- @� ��1� �% *��� �@� ��# ������ � ����� 1 �� 3(��#8=>6� )������ ���� � 1 �� 3(��#8=>� � 1 �� 3(��#8=>6(=>�@-5� � ��**���� ���� ��� ������) � �� ���� ����� �����B� ) �� �* � �� � ��# � 3(�� ��� ���� ��� �� ���� )� ������������ �� (��=>� � ) �� ��# �C�� �����- �� �*������� 1 �� �� � ������ �� ��� � �� � ���������� �� ) ��� � ��� ���� � ��� � )��� ��� ������� ������� ������������ � (��=>� ��� �� ����� � ��� �����: 3(��#8=>6 ��� ��#7% *��� ��9- �� �� ������� � � � � ��� ��*�� "� ����*� � �������� *���� 1� ������� (��=>� � 3(��#8=>6 ������� � �� �- 3(��#8=>6(=>�� ��1�� ���� �����:���� � 1 �� ��# ���� 3(��#8=>6� �� ��� �* ����@�� �� �� � �� � � ��� ���� ���� � � ��� � ��������*���- ����������� �1�"��� ��� ���� �� � 3(��#8=>6(=>�� 1 �� ��# 1�� ������ ������ )� � �� � ���������� �� ) ��� ��� �* �������� � ��� �7% *��� ��9- 5� � ��**���� ���� ��� ������������ ����� � ������ ��� �����: ��# ��� 3(��#8=>6�� ��� �� ����� �� ������������ (��=>�-�� ���� )� ��*��� ���� ��� ������) � �� � ��

��� ������ ��# ) �� �* � ��� )�� ���� ��� �� ������� ������ ��� ����*� � 3(�� ���� ���1� ) �� �* ��# � � � �� ��� � �� � ��� <5� ��� �- H�������� *�������� ��������� ������� 3(�� ������ ��� ������ �5� ��� � ��� � ���� ��0�����1 �� 73(��=&F8&'�9 � 1 ���� ��� ������) � �� 73(��'#�8&'�9 ��� ������� ��� � �) � �� � ������ � ���� ��#- @� ��1� � % *��� ��� ��# ��� ���� �

�����: 1 �� ��� �5� ������ ���� ������� ��� �������) � �� - ���"��� ���*�� ������ ��# 1��� ������ � ����� 1 �� 3(��=&F8&'� ��� ������) � ��

2�! 7! (��=>� � ��0� ��� � 3(�� � ������� 1 �� ��#- �I(& �����1��� ������������ 1 �� ����� �� �:����� �* ���� ��# ��� �@�3(�� � �@�3(���(=>��- @��� '> � ��� � C��� = � ����� ����"�� ���� �� ��� ����� 1��� ����� ��� ���� ������� 1��� ��)B����� � �������� � ��� � 1 �� @) � ��� �@ ��*- @� 0��� ������� � ����� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 ��@) � ��� ��� �� ��� ��* � ��# 7'9 � � ��� �@ �� ��� ��* �3(�� 759- 20��� �:����� � ��# � ��� ����� 1�� "�� C�� )���)B��� �* ���� �������� � ��� � ������� � ����)��� �* � ������ ��* 7"9- 5�� �:��� ����� 1��� ������� ����� � ��� 1 �� � � ����������-

2�! �! ��# �������� 1 �� 3(�� " � ��� (��=>��������������������) � �� - �I(& ����� 1��� ���������� 1 �� ����� ���:����� �* ���� ��#� �@�3(��� �@�3(�� ������� �2��(�#&4��#2� 1 �� ����� "���� 789� �� �� ����� � ���� �����- @��� '> � ��� �C��� = � ����� ����"�� � ��� �� ��� ����� 1��� �����- 7'9 ���� �������1��� ��)B����� � �������� � ��� � 1 �� @) � ��� �@ ��*�1�������� �� 0��� ��� ���� � ����� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� ��� ��* � ��# � � ��� �@ ��* � 3(��- 759 ���� ������� 1��� ��)B����� � �������� � ��� � 1 ��@) � ��� �@ ��* � ��� � )��� 1 �� � 1 ���� ���������� �� ) ���7���"�������� ������� �� �� �� K�� ��9- @� 0��� ��� ���� � �����1��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� �����* � ��#� � �����(��=>� � 3(�� � � ��� �@ ��* � 3(��-7"9 ���� ������� 1��� ��)B����� � �������� � ��� � 1 �� @) � ����5� ��� � 3(��- @� 0��� ��� ���� � ����� 1��� ��)B����� �(�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� ��� ��* � ��#� ������(��=>� � 3(�� � � ��� �@ ��* � 3(��- 5�� �:��� �����1��� ������� ����� � ��� 1 �� � � ��� �������-

� ������������ ��!� ��� ���� ���#���� $%��

���

Page 5: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

1�� ������������ �� (��=>�� ��� �"�� ����*� ���:����� � 1 �� ���� ��� "��� ��� "� �2��(�#&24(��#27% *��� ��9- �� �� � �:��� ����� �2��(�#&24(��#2�������)�� ��� "���� ���*���� 23�� 1� �� � ������� "���� ��� �5� ��� �� ������ �* � �������������� � �� (��=>�-5 ������ ����� C�� �*� � ��� ��� "�� � ������ ��

3(�� 1� �"��� *���� 1������ �� ����� � ����� 1 ��2�% �������� � �������� �����: ���� � )��1��� ��# ��� �������*�� 3(��- �� �� � �:��� ����� 1� ���� �� �������C� ��� ��# ������ 7 ��#���9� � ��� ���:����� � 1 �� 1 ������� ��# ������ ���������� ��� (��=>� � �������*�� 3(�� 7/����� �� � -� #6669- @���1� � % *��� &@� 2�% ��������� �������� ��� ����� ��#��� � ��� 3(�� ���� � ���� 7���� ������ 1 �� ����� � (��=>� ���������� �; ���� �� ��1�9- ���������� 2�% � � �� �� ������ �����: ���� �)��1��� 3(���(=>�� ��� ��#���- ����� �����)��� ��1�� ���� ���� � ����� �� ��������� ��� 2�%��� ������� ����� ���� ��� �0��� ������ 3(�� �3(���(=>�� 7% *��� &�9 ��� ���� ��#��� 1�� ��������� � � ��� ��"��� � ��� "�� �� ���� ������� 7% *��� &�9-�� ������ �� �� C�� �*� ����*�� ��**��� ���� ���

������) � �� 3(�� � � �����(��=>������������ ��� �* � �� � ��#- @ ���� ��� )� ������ �1� �� � *��� ���� �� ��� 23� ����1�� ���������������� � ��� ������) � �� 3(��������)� ����� �* � ) �� �* � �� ���� ����� �� ��# ����������� � (����& ��� ��� "�� � ��� <5���� �-

%�����! � "#�$ � �������� �� ��������� � ��� � �� �������� ���� � �� ����� � ��� ������� �������� ��� �:��� ����� ����� )�� �)"�� 1� �� ��� ���� ��#�:� ) �� �� ��1��� �� � � ����������� � �) � �� 1������:������� 1 �� 3(�� � 3(��#8=>6� 1� �� � �� ��� "� ���������� � ��#- 2:������ ����������� � ���:����� � ������� ��"����� ���� ��# � *����� �� ��

� �� � ������ )���� 1��� ���:������� 1 �� 3(���3(��#8=>6� � �������C� ��� 3(��#8=>6 ��� 3(��=&F8&'�7���:������� 1 �� ��� "� �2�9� 1� �� ��� ���� ������������� (��=>� 7% *��� >@9- �� �������� ��#� *����� �� �� )��� 1��� ���:������� 1 �� 3(��������� ���� � � �� ���� � ������������ (��=>�� -�-3(���(=>��� 3(��=&F8&'� 71 ���� ���:����� � ��� "� �2�9� 3(��'#�8&'� ��� 3(��#8=>6(=>�@-� �������C� ��� ��# ��1�� � �) � �� �� � 1������:������� 1 �� 3(�� � 3(��#8=>6 7% *��� >@9- 5�������� ��**��� ���� ��# �����*�� ������������� � ����"���� � ��� 1��� � �������� 1 �� ��� (��=>��������������� ������) � �� 3(��- 5 �"��� *��� 1������������������� � ��# ����� � �� ����� � ������������ ������� �I(& ����� 1��� ������������1 �� 3(��#8=>6� ��#��� ��� ��� ��������� ������ ��#F#8FF�- @� ��1� � % *��� >�� 3(��#8=>6 ������������������� � ��#F#8FF�� )�� � � �� ����� ��#F#8FF� � ����������� ��#���- 5� � ��**�������� ��# �����*�� ������������ ������������� ���1 �* ) �� �* � ��� ������) � �� 3(��- ��# ������������� � 1�� ������ � ����� )�

���)�� � ������� C�� ��# 1 �� L��=� M@5 ����(��=>� ���� ��� � ������� � ���� �� 3(�� ��� ����=&=8=6� ���� � �* ������������ (��=>� 7% *��� 6@9-�� �������� ��# ���)���� ����� 1 �� (� ���� �� � 1 ��(��=>� ���� �� 71� �� � ���������������9 ��1��� ���� ������������� �- 2���������� � �) � �� �� ������ ��1�� ���� �(��=>� ���� �� ������ �������������� � N6�O ��# � ��� � ����� ����������� � ����� � 7% *��� 6�9-

2�! .! 3���� ����� ��# � 3(�� � *�1�� ������������ �����-�I(& ����� 1��� ������������ 1 �� ����� �� �:����� �* � �������C� ��� 7��9 ���� ��# ��� �@�3(�� � �@�3(���(=>��� �� �� �����- @��� '> � ��� � C��� = � ����� ����"�� � ��� �� ����� 1����:����� � ��� � �� �� 2�% � �F � � ��� ���� �����- 5�� ����������� 1��� ��)B����� � �������� � ��� � 1 �� @) � ��� �@ ��*-@� 0��� ��� ���� � ����� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� ��� ��* � ��# 7'9 � � ��� �@ ��* � 3(�� 759- 20��� �:����� � ��# � ��� ����� 1�� "�� C�� )���)B��� �* ���� �������� � ��� � ������� � ����)��� �* � ������ ��* 7"9- 5�� �:��� ����� 1��� ������� ����� � ��� 1 �� � � ����������-

2�! +! @������������ � ��# ���� ) �� �* � ��� (��=>�������������� ������) � �� 3(�� � ����- 7' ��� 59 �I(&����� 1��� ������������ 1 �� ����� �� �:����� �* 1 ������� � ��������� ���� ��# ��� �@�3(�� ��� 1 �� �2��(�#&4��#2 �� �� �����- �� ������ � �������C� ��� ������- %����� *�� ���� ������������ �� ����� 1��� ����� ����"�� � = �- 5��������� ����� 1�������� � (�(8 @�2 ������ )��� ��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� ��� ��* � ��#- 5�� �:��� �����1��� ������� ����� � ��� 1 �� � � ��� �������-

������ � � ���

���!

Page 6: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

H� ��:� �"��� *���� 1������ ��� ������� � �������������� � ��# 1�� ���� ���� 1 �� ������� ���� "�� � ��#- �������� C�� ��# 1�� ��)B������ � ����� � ���� ����� �� �* )����� ���� �:�������� � �������C� ��� 3(��#8=&= �� � ��)������- ����)�� � 1 ���(��=>� ���� �� �������� ��� � ���� ��� " �� ��#���� �� ������� 1 �� ���)�� � ����� 1 �� (����� �� � 1 �� (��=>� ���� �� 7% *��� #�@ ��� �9- ��������� � <5� )� ��# ������� �:���� "��� ��(����&� � ��� ��� ������ 3(��#8=��(��&2 1�� �������������� )� ��#� � ������� � 3(��#8=��7% *��� #��9- @�� "�� � ��# )� �(��=>� ���� ��1�� ��� )���"�� 1��� �� �* (� ���� �� �� � ��)������7���� �� ��1�9� �����*� (� ���� �� � � ������ ����)������ � ��#� � ��� � ��� �� ���� � � ��#�������� ���������� � ��0�����-5���� ���� ��**��� ���� ��# � ��� "���� ���

������� � 1 �� �����(��=>� � ��� ������) � �� 3(��� ���� �* � ������������ ������������� � ��# ��� ���������� � 3(�� �� (����&- 5� ����������� � �"�� ��*������ ������ �� � ��#� �1� �� ��# � ��� "���� ����*� ������� � 1 �� ����)������ 3(�� ��� ���� ��� )� �� ������ ��� "���� )� ���23� � *��� �* ����1��-

& ��������� ����� ����� � ���� ��� '��$� �� ����� �� �� (� �� ��� H� ���� ��� ��1 �� *�� �� ��� ��� "�� � ������ �� 3(�� � *������� ���� ��� "��� ��� "� � ����� 3(����� �(�#- 3(��#8=>6 1�� �� ������������ �� ��� �123� ���������� � � ��� � ��� � ���� 7��� % *��� =� ���29� �� � �* ��� ��� ) � �� ���� ��� ������� � ��*��� "��� ����*�� �� � �� �� �� ����� � ��� 1��� ������ ������� �� ��� " ��- ������� 3(��#8=>65=�F2 ���3(��#8=>6(=�62 ��1�� ��8>�O � *��� � ���� ��� " ��

���� 3(��#8=>6 7% *��� ##@9- 5�� �������� ��� " �� 3(��#8=>65=�F2 ��" ��� ��� C��� �" ����� � � ��� 5��=�F ���������� � � ��� "�� � 3(�- ����� � )�� 23� � ��� *�������� � ������� 3(��#8=>65=�F24(=�62� 1 �� ��� ���� ��� " �� �� 2�%��� ������� 1 ������� 3(��- % ������ 1� ��������� � ��� "��� 3(�� )������� �* ��� ��� �* ��# � ��� � ����- 3����������� ������) � �� ���� � � ���� ��������� � ������7 3��9 1�� ������ �� � ��#� ������� �* ��*���� � ������ �1���)� � ������ 7��������� �� � -� #666�9- 5��������) � �� 3�� ���� �� ��� ����� ���������� �� � ����� � ��� ����� )�� � ��� � � � ���� �� �1 @����� ����� �� 1� �� � � ������ �� ��� �� � � ����*��� (��=>� � 3(�� 7���� % *��� #9- (����� �������������� ������������ ����������� � "��� � *�� �������� � )��1��� ��� 3�� ��*���� ��� ��# 7����������� � -� #666�9- H� ������� �������� ��� ������) ��� 3(��#8=>65=�F24(=�62 1 �� ���� 3��- 5����������� �� ��� � �������� ������ ���� ��� "��� ��� "�7�@9�3(��� ��1�� � '��� ������� � �� �) � �� ����� � ���� ���:������� ��# ������� 1 �� 3(��#8=>65=�F24(=�62 7���� �� ��1�9 ��� 1�� �1 �� �� ��� "�7% *��� ##@9� �������)�� ��� � �C� ��� ����� ����� ���*���� ��#-

2�! �! @������������ � ��# ������ )� �� 3(�� ���� ������ � �* ������(��=>� � �����- �������� C�� ���� ��# 1������ ���)���� � �� � � ���� 7� ��� � �9 � 1 �� #� �� (� ���� ��� 3(�� ���� ��� ��� ���� =&=8=6�� 1� �� 1�� ��������������7(��=>� ���� ��9 � ������������ �� (��=>� 7�(��=>� ���� ��9-7'9 ��# 1�� ���1�� � �������������� � �� � � � ����������� L��=� M@5 � 1�������� ��� ����� �� 1��� ��)B����� �(�(8 @�2 ��� ������ *�����- 759 ��# 1�� ���1�� ��������������� � =F � � � ��� �������� � �)����� @5 �1�������� ��� ����� �� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ����)��� �* 1 �� @) � ��� ��� ��* � ��#- 5�� �:��� �����1��� ������� �1 �� 1 �� � � ��� �������-

2�! -�! @�� "�� � ��# )� � 3(�� ���� �� ���� � �*�����(��=>� � �����- �������� C�� ���� ��# 1�� ���� ���)����� �� � � ���� 7� ��� � �9 � 1 �� #� �� (� ���� ��� (��=>����� �� � �(��=>� ���� ��- 7' ��� "9 ��# 1�� ���� ���)���� �#� � � 1 �� L��=� M@5 ��� � �* 3(��#8=&=�� � �-F �* 3(��#8=�� �� � ��)������� �� �� ����� � ���� ������ 1�������� �������� �� 1��� ��)B����� � (�(8 @�2 ��� ������ *�����- 759 ��#��� " �� � 7@9 1�� ������ ��� )� 0���� ��� � ��� ��� " �� ��������� �� 3(��#8=&=�� �� �* � ��������*��- ���� ����:������� �� � ��������*� ��# ��� " �� � ��� �������� �(��=>����� �� ��� ��� ��� ���� � (� ����� ���������� �:��� �����- 5������ ��� ��1 �* )��� 1��� �� � ����� 1��� ������� )� ����� ��� ������+ # "����� � � = 7� N�-�9- 5�� ���� �� )��� # ��� ' 1���� ����� 1��� ������� )� ����� ��� ������ 7� J�-��#9-

� ������������ ��!� ��� ���� ���#���� $%��

����

Page 7: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

�(�# ���� �� � ��# �������� ���������� � � �� � ��� <5� ��� � ��� � ������) � �� � ��� � ������* �- 5�� ����� � ������ �(�##8=&6� ������ ���<5� ��� � ��� ��� � ���� ��������� ���� ��� �������) � �� � 1�� �� ������� #'��� )� ���:����� �1 �� ��#� �������� �* � �1 �� ��� ��� " �� �������*�� �(�# � ������� � 2�% 7% *��� ##�9- �1�"���

������� 1 �� 3(��#8=>6� �(�##8=&6 ��1�� ��� �����)�� ���� �����: ���� � 1 �� ��# 7���� �� ��1�9-3���������� ��� ������) � �� �(�##8=&6 1 ������ 3�� �������� � � ������� �@��(�#� 1 �������� ����� �������� �C� �� � ���:������� ��#7% *��� ##�9 ��� � F���� ������� � � ���� ��� " ��������� 1 �� �(�##8=&6 7% *��� ##�9� ��� � ���� ���� �C� ��� ����� ����� ���*���� ��#- 5�� ��� " �� �@��(�# 1�� ����� � ��� ���� 2�%��� ������� �������*�� �(�#-H� �������� ��� �) � �� ��� ���� ��� "��� ��� "�

������� � ����������� � ���� �=� � �������� ������������� ���*�� 3(�� ��� �(�#- �� ���������� �I(&������ �@�3(�� ��� �@��(�# 1��� ����� ����������� �� )�� ��� ������� � ����� ������� ���� ?�� ���0������ 7<$(9 �� ��� <����� ��� ����� ��������������� � ������� ������� ���� ?�� �� �� �����?�� )� ����������� ���� 7���� �� ��1�9- �� ���������������� <$(��@�3(�� ��� <$(��@��(�# ������ ����*���������� � � ���� �= �� (��#�� 1������ � �������C� ��� "��� �� ����� ������� ������ � ����������� � 7% *��� #�@9- 2�%� ������ ���������� � � ���� �= )� 1 ������� 3(�� ��� �(�# � ��1� ������ ��- @�� ��������� ��1�� �0��� �:����� ���:���� � ��� � �������C� ��� �������� 1� �� 1������1��� ���� �)������ 7% *��� #��9- % ������ 1� �������� ���� ���������� � �32� �� (��#== )� �(�#- @���1� � % *��� #��� �32� ���������� � 1�� ������ � ����� ���������� 1 �� <$(��@��(�#� )�� �� 1 �� ���� �������C� ��� "��� �- G��������������� ����� ��1(��#== ���������� � )� ���*���� �32��� ������� " �� � ������� � 2�%-

%�������

3����� ���� �� ��"� ����������� � ��� ��� � ��# ���� ��� "�� � ��"���� *�1�� �������� "���� ���� �� ������ ����� �* ��� �&� (� � ����� ��� 3(� ���

2�! --! ���� ��� "��� ��� "� ������� 3(�� ��� �(�#- �I(& �����1��� ���������� 1 �� ����� �� �:����� �* �@���**�� 1 ������� ������� 3(�� � �(�# ��� ������**�� ��# �� �� ����� � ���������- @��� '> � ��� � C��� = � ����� ����"�� � ��� �� ����� 1����:����� � ��� � �� �� 2�% � �� � � ��� �����- 7'9 3(�� 1������ � ����� �� ��� ���� ������� 1 �� @) � ��� �@ ��* ��� ��)B������ � ���� ����� 7�1�� �����9- ���� ��� �:������� �� � ��������*� 2�%��� ������� �������*�� 3(�� ��� " �� ��� ��� ��� ���� � (� =8' ���������� �:��� ����� ������� � ���� ���� 5�� ���� �����1 �* )��� 1��� � ����� 1��� ������� )� ����� ��� ������+ ="����� � 7� J�-�F9; = "����� & 7� J�-�#9- @��� ��� � ���� ������ ������� � ����� 1��� ��)B����� � ����)��� �* 1 �� @) � ��� �@ ��*7����� �����9- 759 �(�# 1�� ���� � ����� �� ���� ������� 1 �� @) ���� �@ ��*� �� � ���� ��� " �� 1�� ������ ��� ��� �:������� �� ���������*� 2�%��� ������� 1 ������� �(�# ��� " �� 7�1�� �����9-���� ��� ��� ���� � (� �� ���������� �:��� ����� ������� � ���� ����- @��� ��� � ���� ������ �(� 1�� ��)B����� � �����)��� �* 1 �� @) � ��� �@ ��* 7����� �����9- 7"9 �(�# ������� 1������� � ����� �� ��� ���� ������� 1 �� @) � ��� �@ ��*- ��� � �����1��� ��)B����� � ����)��� �* 1 �� @) � ��� ��� ��* � ��# �� ��� �@ ��* � �(�#- 20��� �:����� � ��# � ��� ����� 1��"�� C�� )� ��)B��� �* ���� �������� � ��� � ������� � �����)��� �* � ��� ��� ��*- 5�� �:��� ���� 1�� ������� ����� � ���1 �� � � ��� �������- 7�9 �(�# ������� 1��� ���� � ����� �� ����������� 1 �� @) � ��� �@ ��* ��� ��)B����� � � ���� ����� 7�1�������9- ���� ��� �:������� �� � ��������*� �@��(�# ��� " �� ������ ��� ���� � (� ����� ���������� �:��� ����� ������� ����� ����- @��� ��� � ���� ������ ��� ���� � ����� 1��� ��)B����� � ����)��� �* 1 �� @) � ��� �@ ��* 7����� �����9-

������ � � ���

����

Page 8: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

(��� 1� �� ��*����� �������� ���" "��� ��� ���� ������ � ������� � ��� *��� �:����� �- 5���� � ����� ������ "���� )� � �� ��� � *��� �* ����1���� )�� ��� ��0� ������������ � )� ��# �� � �����"�� ��� ��4����� �� � ��� ��� "�� � ��- 5� � ��� �� ��� ��� ���� ���� C� �� � ��# ��� � ��� 1�� ��# � �� �� �������� )� �:����������� � *����� � ������� � �� ��)�������7� ������� � ������ �� � -� #6669- ����� 1� ����� ���� ��# � ����� ��� )� � �����"�� �� � 3(�� � ����������� ����������� ������� ���� �* � �� ����� � ��# � ���� ��� " ��- 5� � �� ����� ���� ��� ������� ���� " �� ��# � ��)B��� � ��*���� � ��� ��**���� ���)�������� ������ ���*�� �* ������ �� � ���� C� �� � ��# ��� �-I�� ������� ��**��� � ���� ����� ������ �� � ���

��� ����� ��� "�� � ��# ��� 3(�� 7% *��� #=9-5�� C��� ���� �"�"�� ��� "�� � 23� � ������� � ���:����������� � *���- 23� ������������ 3(�� �� ��"����� ���� ����� �* 5��F&& � ��� ��� "�� � �� ��� �5������ �* � ������������� � 3(�� �� (��=>� � ���������) � �� � ��� � ���� ��* �-5�� ����� ���� � ����� ����� ��# � 3(��- ��#

1�� ��� � ������� 1 �� ��� ������) � �� ���� ������������ � �� (��=>�� ��� ������������ � ���"����� ��� ������� �- 5���� ��� ������) � �� 3(� ���� �� �� � ���������� ����������� ��� �*� �� � ��# ���� � ������ )� ��� 23� � *��� �*����1��- �� ���� ������� ������ 3(��#8=>6 ��1�� ��)������ �� ���������� � �� (��=>�� 1������ �������*��3(�� ��� 3(��=&F8&'� � � ��� ��**��� �* ���� ��� �5���� � ����� ��� ������) � �� ����� )���� ��� �� ��- @�� "�� � ��� �5� ��� � ��� ���������� � (��=>� ��� ������ � �:����� ��� ������) �

�� � ���)� �* � � ������� 1 �� ��#- 5�� ���� �� ��� � ���� ���� ������������ (��=>� � 3(��#8=>6 ���������� �� *��� �-5�� �� �� ���� �"�"�� ��� "�� � ��� �������������

� � ��#� 1� �� ���� ������������ (����& � ���<5� ��� �- ��������� � �� (����& ��� (��=�6 7������ )�� 5��=�F9 ��� ������ � ��� ��� "�� � 3(��-�1�"��� � � ��� )�� ���� ���������� � �� (��=>� ������ ���� � ��� � ������ �* ��� ��� " �� ��� <5� ������� ����� �* � ��� �* � �� � ��#-�������� � 1 �� ��� ������������ ������) � ��

��� ����� � ������ ��� ����*� � ��# ������ ������� �� ������� � ��� " �� ��� ������������� �-% "� ���������� � � ��� ��"� )��� ���� C�� � ��#����� ����� �:������� � �2� �6= ����� 7�������� �� � -�#6669- ��������� � ��# 1�� �� ������� )������ �* ��� ����� 1 �� ���� ��� �� *�1�� ������ ��� �� ��� � ��� ���� )� ������� 1 ���� ��� ��� " ��-�1�"��� ���������� � (���'#� � ������ � ������ "�� � ��� 1�� ������ �� � ��� " �� ��� ��������� )� ������?�� )� ��# ����- 5�� ������ �� � ��#��� "�� � ��� ������������� � ����� )�� � ��� �������� ����� � )���� � � �� �� ���� � ������� � ��#

2�! -*! ���� � ����� ����� ��� ��� ����� ��� "�� � ��# ���3(��- 7#9 P� ������ ����� ���� � � �������� �����: ���� "�3(� ��� 23�- 7�9 (� ����� � ��� 3��823� ����1�� ������� �23��������?�� ���������� � ��� � ���� ��� ��� �5�� ���� �* �������������� � 3(�� �� (��=>� � ��� ������) � �� 7)���):9- 7=9 ��������� � (��=>� � ��� ������) � �� ������� ���� �* � �� ���� ���1� �����: ���� � )��1��� ��# ��� 3(��-7'9 �������� � ��# 1 �� ��� (��=>�������������� ������) ��� �� ������� ��# ��� " �� ��� ������������� �- 5����) ��� � �������� ���� ��������� � ��� � ���� ��� " �� ��# ������� �C� ��� ���������� � (����&� ���� �* � ������ "�� � 3(�-

2�! -�! � ���� ���������� � � ���� �= ��� �32� )� �����������*����� ���� ��� "��� ��� "� ������� 3(�� ��� �(�#- �I(& �����1��� ���������� 1 �� ����� �� �:����� �* �@���**�� 1 ������� ������� 3(�� � �(�#- <$(� ������� ���� ?�� � ��0�����- @��� �' ���� � C��� = � ����� ����"�� � ��� �� ����� 1��� �:����� � ��� ��� �� 2�% � �F � �- ����� 1��� ����� � (�(8 @�2 ������ )������ ��)B����� � ����)��� �* 1 �� @)� � � ���� �=������������ �� (��#� 7'9� � ��� �@ ��* 759 � � �32������������� �� (��#== 7"9-

� ������������ ��!� ��� ���� ���#���� $%��

����

Page 9: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

��� 3(��- �� 1��� )� ������� �* � ��� ��� ����������� � � ��� � ��# ���:������� 1 �� 3(�� � ���)����1 �� �(��=>� ���� �� � ����� ��� ������ �� ��� � ���� �-5�� ������ ���� ���������� � ��1 ������ �� �

��� ��*���� � ��#� � 1� �� ��# � ��� "���� ���� ��� � 1 �� �� � ���� ��)������- �� ��� ���� 3(��� ��# ��� )� ��� "����� �� ������� )� ��� 3��823�����1��- 5�� ������ �� ��� ��" ��� ���� C� �� � ������ � ��#� � ��� ��# � ������ "��� ����� ��� � ���� ���� ���� � ������������ �� ��� ������) � �� -% ������ ��� ������ �� ��� )� �C� ���� � ��� � ��) ��� �������� ���� ��������� � ��# 7��� ���� )� �������� ����� ����9 1 �� �������� � ���� ��� " �� ��#7 ������ )� ��� ������� �9-5�� ���� ��� ��� � % *��� #= � � ��� C�� ��� ���

�� C� 1 �� ��� ���� � 3(� ��� "�� � )�� ��� ���� ��� ����" �� ���� ��- %� �������� � ���� ������� ������ 3(� � ���� ���� ������������ �� (����& 7���)� �� � -� #66>;��� ��� % *��� =9- �� ��� � �� 3(� ������ ������ ������� ����� ��� )� ��)����� ���� ��� "���� )� ���)�� � 1 �� 23� � ����� 7Q�� �� � -� #66�9� �� ��� �* 7�� ����� ���9 �����: �� �* ���������� � ��(����&- 5�� � ��������� )��1��� ����� )���"�� �� ������ ���� � % *��� #= ���� )� �������� � �����(����& � ��� ��� ����� � ������������ ����� ��� ���� ���������� � � ���- 5� � 1��� ������ � ����� � 3(� )� �* ������������ �� (����& � ���� �*����� ��� ���� ����)�� )� �* ��� "���� )� 23�- 5�������� �� ��� ��� � % *��� #= ��� ������ � ������ ������������ � �� (����& � ��� ���� � 3(� ���� ���)��� �������������� �� �� � � �� � ��� ��� ���" ���:����� � *�1�� ���� �� 1��� �� � ��1�� ������� ?��3(�-5�� ���� ������ � 3(� ��� )� "�� � � ����

���*��� ��#- �&� (� � ���� ��� � �����: 1 �� ��# � ������������ ����� 73������ �� � -� #6669- 5��) �� �* � �� ��� �� )��� ���� C��� )�� ������ �������������� ������ � ��� ��1� ���� ��# �:� ) �� � *����C� �� � � ������ �&� (� � ���� 1 �� *����� � �� � ������ 5��=>6 � ��� ������) � �� 7�0� "����� �(��=>� 3(��9 ���� � 1 ������� �&� (� � ����7��������� �� � -� #666)9- %���������� � 5=>6@ ������ �&� (� � ���� 1�� �� ������������ �� ��� ��# � �� � ��� ��� "�� � �� � ���� ��� 1�� � �� � �������)������ � ��# ������� 1 �� � 5=>62 ������7���� � �� � -� #66>9- ( � ������ ��� ���������� � (�� )� ��# � ����� 1�� *������ �������� )� ����� � (�� � @�� � ��� ������) � �� 7�)����� �������� #6669- 5���� C�� �*� ��� ��� ����� 1 �� ������ ) � �� ���� ��� � �&� (� � ���� ��� (��� ���������) � �� ���� �� � ����� � ��� ��� "��� ��# � � ���������� ����������� ������- 5�� ������) ��� 3�� ��� )��� ������ �� � ��#� ������� �*��*���� 7 �%9 � � ����� �1���)� � ������ 7����������� � -� #666�9- 3�������� � 1�� ��1� ���� ������� � 1 �� �% �� ������� ��� � ���� ��� " �� ��# '��� � �����7� �� �� � -� ����9- %���������� � ������) � �����1�� ���� C�� � ��� ������� � ��� � ��# ���� �������� 1 �� ��� ����� � ��� ���� �%- �� � ��� )������ �� � ����� ��� ��� ���� ���� � ) �� �* � �� �3(�� � ��#- (�"���� ������ �� �� � �����:1 �� ��� ��� ������������ )� ��# � ��� ��� "�� ��� 7$� �� �� � -� #66>9- ��� ��� ���� ��� �����

��"� �� �� � � ��� ��� � ��� ������) � �� � 1����������� ��� ��� �"�� ��� ��"� � ���������� � � ���1� �� ���� ���� � �� � ��*������ ��� �* � �� � ��#- �� �������� ��# ��� �� ��� � ��� ������������� ������) � �� ��� � ��� ����� � �� � � �� ��� �� ���� ���������� � ��� ��� "�� ��� )� ��# 7@���� �� � -� #66�9-I�� ������� ��1 ���� ��� <5� �(�# � ��� "���� )�

���� � ��# ��� ���� �� �(�# ������ 1 �� ���������C� �� � ��# �:� ) �� �������� ��� " ��- 5� � ��*�*���� ���� �(�# ��� )� ��*������ )� ��# � � ������� � ��� � 3(��- �1�"��� ���*���� � ����� � ��� ��# *��� � ���� ��)��� � ���� ����� ��� � ����� �(�# ��� " ��� 1������ ��� "�� � 3(� � ���������� �)� ���� 7H �� ��� �� � -� ����9- 5���� ��# ��� ���� � � � �* � ���������� � ��� <5� �(�#��� ����� � ��)��� � ���� �����-�� � ������ ������ � ������ 3(�� 1�� ������� 1 ��

� ����� � � ���� ���� ��� �� ) ��� ����� : � ����5�� ������ �* � ���� ��� "� ��� " �� �������� �* �=�O 2�%��� ������� 1 ������� 3(�� 7 �����(� ���� � -� #6669- %���������� �� ��� "� ������ � �����3(�# ��� )��� *�������� )� ����� � ��� �5� ��� ���C��� '' ��� ���� ��� <����� ��� �� � <5� 7���� �� � -�#6669- @ ����� �� �� ��� " �� 1 �� �� ������� 1 ������� 3(�# 1�� �� �������� )�� �:����� � ��� ������ � ����� ��)��� 1�� ��C� ��� � ����� � ��������� ������- �� ��� ������� ������ 1� ��"� *��������������� 3(�� ��� �(�# 1 �� ���� ��� "� ��� " ��#��8=��O ���� 1 ������� ��?���� � ������� �2�%- H� ��"� ���� ����� ������� � ���������� ����� ���� �= � ������������ �� (��#� ��� �32� ��(��#== �� � ����0����� ������� 3(�� � �(�#��� " �� ���������� �������� � *��� �* ����1���-5�� ������� � � ���� ��� "� ��� �* � �� �

��� �������� ��� "��� ��# 1�� �� �C� ��� ����� ��� "�� �* 3(�� ��� �(�# ������� � �������- ���� � ������*�� 1� ��"� ��� *�������� ���� ��� "������ "� �������*�� �(�# ��� 3(�# <5� 1 �� ��� "� � �� � *��� ���� ��� 2�%��� ������� 1 ������� ��?����7�-/-/����� ��� �-%�.� �� ����)� ���� )���"�� �9-5�� ������� ���� �������� )� *�������� ���� ��)��� ��� *������ � ���� ��� "��� ��� "� ������� ��#���*������ � �����-@����)�� ���� � �����:�� " � ��� ��4����� ��

���������� � ��� ����*�� �� � ��1 ��*������ ������� �� � � *��� ��������� �- ��� �� � �� #'�=�= � ���� ������� � �� ����������� ���� 7%�@9 � ���������8��������� 7HH9 ��� �� ) �� �������� ��� ����������� ��� � � ���� C� ��0����� ����:� �� ����� ��� ������� �� � ����� 7��" �1�� � D�� ����������� #6669- 5�� ������� ����� ��**���� ���� ���*� �� � �������� �� � ��� ����:� � ������) ��� ����� � � ��"��� )�� �����: )��1��� ��# ���3(��� ��� ��� )�� ���� ��# ���*���- 5�� ����� ���� ���� ��� ������) � �� 3(�� ��� �������1 �� ��# " � ��� �%�) �� �* ����� 7� �� �� � -�����9- �� �� � ����� �����(��=>� � ���� ���� � � ���� �� ��� �����- �� 1 �� )� ������� � ���� � ����� � �� �� � ��# ���� ������� 1 �� �����(��=>���� ������ �� �1 ��� �������� *��� ����� ) �� �*���� C� ��-

������ � � ���

����

Page 10: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

�������� �� ������

��������� C� @)� 1��� �� R������ � ������*�� �:���� ��� ��(����& 3(�� @)� 1� �� 1�� *�������� �� ����� )�� 7��� ���� �� � -���)� ����9- (� ���� �� 733$(($3@9� �32�� �� 72�$(33 (D3�9 ���(��=>� ���� �� 7��� ���� =&=8=6� ���� 3(��+ �� (@<@�P�$%3�%(%G@�5(��2� 1 �� ��� ������ ��� ��� �� ������������ ��(��=>� ���� ��9 1��� ������� ?�� )� �-/-3��� �������� @(� �������-@�� ��@� ��� ��� ������� ��� @)� ���� � �������� � ��� � 1����� ��� #��@F ��� 62#� ���� ��)� ��� ���� � ���� ������� "���-@�� ��@ � ��� ���� @)� � ����)��� �* ��� @)� � ��� �5���� � 3(�� 1��� ��)) � �������� @)� �� (���� ���?� ������* ��- I���� ���� ���� 1��� �� ( *��-

"������ � ������<����� ����� �@���**�� ���� 3(�� ��� 3(����#��@ � ��5� 7Q���� � -� #66�9 1��� ��" ��� )� ��� �� �� �BS�)T� 7���� ������ ��� ��������� �@9- <����� ����� ������**�� ��#F#8FF� � ���GF 7 ������� � -� #66>9 1�� � ���� ��" ��� )� �� �� @-���� �*� 7%� ��� ��� ������ ���� ����� ������ (1 �?������9- ���� ��# ��� ���� ��#���7�###P4���F<4���=<9 � ���GF ��"� )��� ����� )�� 7/����� �� � -�#6669- �2AG=��2��(�#&24(��#2 1�� � ���� ��" ��� )� ��*� ������ 7���� ���� ������ 3�������� $���� R�9- <����� ������@���**�� ����� �(�# 1�� *�������� �� �* �3 � ���� � 2(5@@#F>F&# �� �-�-�-*-�- ����� �� 7��� 3������ �������� �:��� ���)� �*�� R�9 1 �� �� ���� ������ �* � ��� � �� ��� ��� � � �� � ��� F� ��� =� ���� ������� "���� ��� �(�# �� �* ��* �-3(�# 1�� ���"�� �� ��5���@�3(�# 7�� /���� @"������������������ ������� ��� ���� ����� �@9 )� ��� U �� � � *��� ���� �������� 1 �� �(�#- ����� � ������� 3(�� ��� �(�# 1���*�������� )� �3 ���� C��� � ��� ��� ��� ��0����� �� �* � F� ����� ��� ������ �* � ��� � �� ��� � =� ��� �� ��� ������ �* � ������ ��� � �� � � ��- 3(�# 1�� ���"�� �� ��5���@�3(�# )���� U �� � � *��� � ��� �������� 1 �� ��� �3 ������- 3(��#8=>6(=>�� 1�� *�������� � ��1 �� �:���� ���� ��� =� ��� �� ��� �������� ��@�� �� �� � � =>�- 5�� ���� �������� 1�� ���� � *������� 3(��#8=>61 �� ����� �� 5=�F2� (=�62 � 5=�F24(=�62� �:���� ���� ��� =� ����� ��� ���������� ��� ������ � �� �� ������ �� ##�= ����3(�� ��� ��� ����� ��- 5�� �3 ������ 1�� ����� �� ��5���@�3(��#8=>6 � *����� 1 �� ��� U ������- �� ����� �� � 3(��#8=>6(=>�@ ��� 3(���(=>��� �@��(�#��� 7�#6F@9 1��� ���������� �* ��� P� ������*�� 7(�����*���9 ����*���� � ��������- �@��(�# 1�� *�������� )� �1 �3 �������+ @ ��� �- @ 1�� *�������� )����� C��� � �(�# 1 �� � F� ��� �� ��� ������ �* � ��� � �� ���� ��� �(�# �� �* ��* � ��� � =� ��� �� ��� ������ �* � ������� �� �� ������ �� #�6'- � 1�� *�������� )� ���� C��� � ����� 3��7� ���� ��" ��� )� $�1����� @-P� �� ��� ��� ��� R� "��� �� (��� ��� � ��� �<9 1 �� � F� ��� �� ��� ������ �* ������� � �� � ��� ��� 3�� ��� �������� �* � ��� ��� 6�> ��� � F� ��� �� ��� 1 �� ���� � �� ���� ��� ��� ���� �* ����- @ ��� � 1��� ��� 1 �� ��� U������ ��� ������ U ���� ������� "���� ��� ����� �� ��5���@ "�������� �:� � � 3(�� 1 �� ��� U ���- 5�� �� ��� � � ���� ��� ��� ��� ���� #8=�F �(�# ��1�� )� ��� ���� 6�>86>F 3��- ��5���@��@�3(�� ��� ��5���@��@�3(�����1��� *�������� � � ����� ��@��(�# ��� ��� �� ��� ���� #8=&F 3(�� ��1�� )� ��� ����6�>86>F 3��- %� ��� � �������C� ��� "��� �� 3(����#��@ 1������ �� �������� � ��� �3 *������ �* ��*���� @- �����<$(��@��@�3(�� 1�� *�������� �� �* ����� ����� �3 1 �� � ���� =� ����� ��� �������� �* 3(�� ������ �� ##=# ��� ����� "������ �* F� ����� ���� � ������� ����� ����� � "� ������� ���� ?�� � ��0������7� ���3�G9 <����� ����� � ��� 3(�� ��0�����- 5�� ���� ���� �3 �������� � F� ��� �� � � ��� ��� ��� �3 ������ 1�� ��� 1 �� �� ���� ������ ��� ����� �� ��5���@��@�3(�� ���� �:� � � 3(��1 �� ��� U ������- ��5���@�<$(��@�3(������ ��5���@�<$(��@��(�# ��� ��5���@�<$(��@��(�#��� 1��� *�������� )������������ <$(��@�3(�� �:� ��� �� ������@�<$(��@�3(���� �* ��� U ������ 1 �� �@�3(������ �@��(�# � �@��(�#����:� ��� �� �* ��� U ������ �� ��5���@��@�3(������ ��5���@��@��(�# ��� ��5���@��@��(�#���� ������� "���- @�� ����� ��1��� ��C���� )� ��0����� ������ �-

��������� � ��� ����� ��������� ��I(& ����� 1��� �������� ��� ���������� �� �* � ������ �� ���*���7$ � 5�����* �� ���-9 �� ����� )�� 7/����� �� � -� #6669- @��� 1��� �*1 �� ���������)����� ��� ��� ����� 1��� ���) � ?�� � #F� � � F�� �� ��� � )��� 7�-FO 5� �� A�#��� #F� �� <���� F� �� 5� �8����� &-'� #�O *������� # �� <�=GI'� F �� 2�5@� �F �� <�%� #� ��

������� � @� # �� ������������������ K�� ��� #� �� ������� ��#� �� ������� � ��� ��� ���� ��� � �� ) �� �� ��4�� ���� � �9 � ��-(�)��0���� ��� ����� �� 1��� ������� �� �8'��- ���� �:������ 1������� C�� )� ����� �*�� � � #� � � �� #' ��� � ��� ��� ����������� 1�� ���)���� � &F � � 1 �� @) 1 �� ��� ��� � � �� �� F�O ���� �@8 � ���� � �8�*���� )���� 7@������� ������ � � ����9 ��� �*��� C��� �F � �- @*���� )����8@) �����:�� 1��� ���� � ����� )������ �*�� �� 1����� C"� � ��� 1 �� ��� � )���� ��� ��� ��� � ���"�� � (�(8 @�2 ������ )��� 7�O �� �� ������ ������� �� �� 5� ��� �->� #�O *������� FO ����������������� �-#O )�������)���9- %� � ���� ������� ��� C��� �1 1����� 1��� 1 �� � ���� �����)��� 7=� �� 5� �8��� �� &-'� #� �� �*���� # �� � �� ���� ��9-

��� ��� '�� ������@*���� )���� 1 �� �������� � ����� � ���� 1��� ��� ��� 1 �� ���� �*� ��� ����������� � �� �� #-F� � ���� ����� )���- 5�� � ��������� � 1�� � � ���� )� ��� ��� � � #� �� 7C��� ��������� ��9 @5 7=�� ��� �-� �� L��=� M@5 9 ��� >�� �� (� ���� �� ��32�� �� � 3(� ��� �(� ������� ������� "���- @��� #� � � �� =���7��� ����� � 1�� � ���� 1 �� � ��9� �� �� ��� ����������� 1��� ���"��1 �� � ��� �*� 7���" �* )�� �� ���� � ����� � ����9 ��� ������ ��������������� ����� 7H������ �>#9� 1� �� 1�� 1����� F8� � ���1 �� #F� �� ��������� � �� �- L=� M�������� ��������� ������ � ��)������ 1�� 0���� C�� � � (5I3�� ��������*�� �� �*���*�P����� ��1��� 7�������� ����� ��9- @ ����� � )���� 7������������ � ������������� �����9 1�� ��)������� �� ��� "�����-

"#�$ �� ��� �����������**�� ��# 1�� �:������� � �I(& ������ �������� � �����1 �� 62#� @)� 1�������� �*���� )���� 1 �� � ���� 7#�8=� �* ��� ������ ��9 1��� ��� ��� 1 �� � ��� �*� ��� ����������� � �� �� � ��������� )��� @- 5��������� ��# 1�� ���)���� �� �� ����������� ��� � � 1 �� � 1 ���� ���� ��� 7(��=>� ���� ��� (� ���� ��9 �� #� ������� " *��� ���� �*- @������������ � 1�� ������� )� ��� ��� � � 7C��� ��������� ��9 ��� ��@5 7� �) � �� �� � �����9 � �� ��@5 � ����� �* #F �� L��=� M@5 7� ������ *���� � �����9 �#� ��- �� ��# � ���� ������� ��� ����� � 1�� ������� )� ��� ��� � � � �* 3(��#8=&=�#��@ � �-F �* 3(��#8=�� � 3(��#8=��(��&2��� �� ��@5 7#F �� L��=� M@5 9- @��� �� � � ���� �* �� �������������� ����� �� 1��� ������ 1 �� (�(8 @�2 ������ )��� �����)B����� � (�(8 @�2 ��1�� )� ����)��� �* � ������ �*����� ��� �� �� *��- 3(� ���� �� 1��� ������� ?�� ��� ��� C�� ������������� �� � �� *������ �� ������������ 7�(59 �� �� 7/����� �� � -�#6669- � � � ���� ��� ���� �� 1��� � *����� 1 �� ����) � � ���"��(5-

)���� �� ��!�����)��� �* 1�� ������� �� ����� )�� 7/����� �� � -� #6669-

��!��*�� ������

� ��� ��� � ������� � �:���� ����� ��� ��� ������- 5� � 1�� 1���������� )� *����� �� ��� <" <�� �� %����� �� �������� ������ �� ������ (� ���� ��� %����� � � ��� ��� 3������� �������*�� ������ ��������� ��� %���� �������� ��� ��� ��� ��3������� ������ � ��1�� ��� 3�*������ �-

"���������

@���� ��-3-� @��B���" ���-� ����1�����-� ���� -� ��� ���<-������ - ��� ���� �*���-@- 7#66�9 ������ �� ��� "�� � ���� � � ���� � )� ���� � ��� ��%�#- ���� ��� -7� �F'#8�FF#-

@���� ��-3- �� � - 7#66&�9 =� ���� �� � ������������ ���� �� �����# 7 ��#9+ ���������� ��� ���� ��� ���*� 1 �� ����������� � �(5 ��# � ����- ����� ��� �� .� &&�8&>6-

@���� ��-3-� �?�1�� ��-5-� H��*�P-� -� ��� ���<- ��� @"�����/-7#66&)9 =� ���� �� � ������������ ���� � � ���� # 7 ��#9������������ ��� ��� "���� ��� �&� (� � ���� � ���� ��� � ����������� ��� �� +� �68>#-

@��������-2-� ���1����/-� (��������$-3- ��� ��1� ��� -5- 7#66>95�������� � ���# � ��� ������ ���)���� � ������� ����1 �* ���# � ��� "��� ���� � � ���� �- ����� ��� �� +� �>'8�6#-

@��B���" ���- �� � - 7#66&9 3�� ��������� � � ��� ��� "�� � ������� � ���� � � ���� �- �� ��� � ������ �.�� =#F#F8=#F�'-

����������@-� ���������@-� ������-� �������@-� ������ -�

� ������������ ��!� ��� ���� ���#���� $%��

����

Page 11: A phosphoserine-regulated docking site in the protein kinase RSK2 that recruits and activates PDK1

���� ��3-� �1�����- - ��� @���� ��-3- 7#666�9 ��# ��0� ��� ��� ��� " �� � ��� �������� � ������� � ���� �� ��� "�� ����� ���):�� ���� ��� 3��- ����� ��� �� �� =6=8'�'-

����������@-� ���� ��3-� @������*��-�-� @"�����/- ��� @���� ��-3-7#666)9 2" ����� ���� =������ �� � ������������ ���� � � �����#��� ���� ���������� � �&� (� � ���� � ���� �� 5���'#� �� 1����� 5����F�- �� ��� � ������ �.6� =&'��8=&'��-

��������-� H��(- ��� @"�����/- 7#6669 ��#V� � ���� �� ��� ��) �� �*�- ����� ��� �� --� 36=836�-

������3-3- ��� %�������/-2- 7#6669 5�� ���� � � ���� �6� ��� �� �������� �� ��� ��� ������� � ���� ��� " ��� ������� �+�� #=��8#=�F-

� �� �3-�-� �����*� -�-%-� ���������@-� ������-� ���� ��3-@- ���@���� ��-3- 7����9 ����� C��� � � ����� � ��� ��# � ������� � ���� �������� 1 �� �% ��� ��� ������ ��� ��� ���� �@-���� ��� -�� 6&686>>-

��� �@-� �������@-� H����@-2-� ������(-3-� 5�������-@- ��������)��*��-2- 7#6669 ���� ���" "�� ������ )� ��� 3����@ �� *��� �* ����1�� )� ������� �� ����������� ��� � ���������������� ���� ������� �+�� #=F>8#=��-

���������@-� ��� ���<-@- ��� @���� ��-3- 7#6669 ��������� � (����'# � ������ �� � ��� ��� " �� =������ �� � ���������������� � � �����#+ ���� C��� � C"� � ��� ���������� � � ������������� ��� *6�� �>&8�6�-

���� ��3-@-� H�������-(-� �����@-� ������-� ���������@-� �1�����- -� ����� -� @���� ��-3- ��� $���0�/- 7#6669 3�� ������� ��� �� �� =�'�F��� ��������� � ��*���� �* ��� ��� " ����� ���� ?�� � =������ �� � ������������ ���� � � �����#-�������� ��� **.� F&F8F>=-

���)���-<-� ��� ���<-� ����1����%-�-� @"�����/- ��� ����� - 7#66>9����� C��� � ��*������ ���������� � � ��� � � �*������ "�������� � � ���� 7�@ �9���� "���� ���� � � �����#�4�6���� ���� ��� ���� )�� )� �@ �- �� ��� � ������ �.*� #'6�8#F�F-

������-� �� ���@-�-� $���0�$-�- ��� @���� ��-3- 7#66>9 � �*������ ���������� "���� ���� � � �����# 7�(�#9 � � ������ ��� "���� )��@ � ��� (@ ��4�=> ��� ��� ��� ��� ��� "�� � �32�- ������� -.� ''��8'''#-

���� �� -�-� ������<-� ������3-�-� �?���(-�- ��� 5������-7#66>9 ��������� � � ��� � ��� ��� �� ) ��� ��� � ���� � ���� � �&� 7���9 ��� "�� � �� ���������� �- �� ��� � ������ �.*�#'>'F8#'>F�-

��� ��2-�-� 5����@- ��� <�1���@-�- 7#66>9 3�*���� � ��"��� ��� ���� � � ���� � �?���� )� ����� �� � ������������ � ���� # 7 ���#9- ����� ��� �� +� #=��8#=&F-

% �����5-$- ��� ���� ��/- 7#66�9 2" ����� � �1 ������� ����� ��� "�� ���� ��� �� � ��6����- �� � �� � ��� �� -�� #�#�8#�#6-

%�.� ���- ��� ���������(- 7#6669 3�� ��� ��*���� � 6� ���� )���� (� � ���� 73(�9 � � *��� ��������� �- �� � �� �������� �� -7-� �F8&&-

��" ��@-�- ��� <�)�����@-3- 7#6669 @ �@ � ���� ��� �* � �� ���0� ��� � ���������� � ��� ��� "�� � �6� 7���94�@ �@ � �����#- ����� ��� �� �� �>#8�>'-

�����(-�-� (��1�)��-(-� $�1������@-$- ��� �������/-$- 7#6669������ � ��������� ������ � ����" �* ����� ��)��� )� ������� � � ���� �6�3��� ������� �+�� #=�F8#=�&-

/�������-/-� ������-��-� ���*�5-I-� ���� �*���-@-� ���������(-��� %�.� ���- 7#6669 6� ��� � )���� (� � ���� 73(�9 ������������� ��� ��� "���� )� =������ �� � ���������������� � � �����# 7 ��#9- �� ��� � ������ �.6� �&#�>8�&#&�-

/��� -�-� (� ���/-� (���* ���5-H-� % �����5-$-� ���� ��/- ���$��� *����-@- 7#66>9 ��6����# ��*������ ����*�� ����������� ���� ������� �� � ����*� ���������� � (���#�&- �� ��� � ��� �� -+� #6&>8#6>'-

�)����� �5- ��� ����� - 7#6669 @�� "�� � ������ ���*������ � ����*������ ���� � � ���� )� �*� ��� ���� ��� "���������� ��� �� � �� =�� ���� � ��� ���� )� =������ �� � ������������ ���� � � �����# 7 ��#9 ��� ���- �������� ��� **�� =#68=�>-

$� ���/-@-� Q �*����H-�-� �������-�-� @���� ��-3-� ����� - ��� ������ -/- 7#66>9 ��� � � ���� � ������ �������� )������ �� � �� =�� ���� ����*� ��� ���� � � ���� ��#�������� �+-� ��'�8��'F-

<���B ���5-� %���� ?��@-� 5������� �/-� ��*��%-�-� % �����5-� ���� ��/-��� ���� ����-3- 7#66�9 5�� � *������������� ���� "��� �� �� ������� ���*�� � ��6�3(�- �� � +�� '�F8'&'-

<�)�����@-3- ��� ��" ��@-�- 7#6669 ���� ���" "�� ������� ��� 3��-������� �+�� #=�68#=#�-

������ -� ��" ��@-�- ��� <�)�����@-3- 7#66>9 @ � �� )��1��� �@ � ���� ��� �='����4���� � � ��� �* ���� ������� �+ �6����

������������ ��� ���� "���� ��� �='���� �� ) ��� � ���� ���#-���� ��� -.� F�=&8F�'&-

����/-� $��*��-$-� ����� -� �� ����@-�-� % ��������-$- ������� �*���-@- 7#6669 (���� ��� *������ � �� ���� )�� � ����7(��9 � � ���*�� ��� � =�� ������� ������� � *��� �* ����1��-���� ��� -+� =��'8=�==-

������3-�-� ���� �� -�-� ����/-H-� H �� �����<-@-� �?���(-�-�H����������3-2- ��� 5������- 7#66F9 5�� �� �� ��� ���*�� ������� �� ������ �&���� ���� "�� � � � �"�� ���������� �� �� 1 �� � � �����"�� ������) � ��� �- ���� ��� -6� F�&68F�>&-

�������-� �� ( �"� ���� ��/-� �����/-�$-� 5��W��Q�)����- ���$���������H- 7#66>9 3(���� � �"�� � )���� (� � ���� �� �����)��� � � �32� � ���� ����� �� ���� ����� �=>� � �*������ "���� ���� � � ���� 7�=>��@ �9- �� ��� � ������ �.*� �6��#8�6�&#-

�����(� ����-2-� (� ���/-@-� $��� *����-@-� %�����5-@- ��� (���* ���5-H- 7#6669 ������� � ���� ��� "��� ��� "� �6� � )���� (�� ���� � ����� ���� ��� �� � ��� � �*������ "���� ���� � � �������� "���� ���� � � ���� �� ��- �� ��� � ������ �.6� ��#=F8��#=>-

������<-� ���� �� -�-� @��B���" ���-� ������@-� �?���(-�-����� �*�� �-@- ��� 5������- 7#66>9 ��������� � ������ "�� � �&���� )� ��#- ������� �.�� &�&8&#�-

3 �������(-@-� %��/-� 3������ �@-� (� �������@- ��� ���� ��/- 7#66693 )���� (� � ���� # 73(�#9 ��� "�� � ��0� ��� � *���� ���������� ��� ���������� ��� �@ � ���� 23�- ����� ��� �� �� >#�8>��-

3������ �@-� ���� ���-@-� 5����@- ��� ���� ��/- 7#6669 �&� (� � ���� � ��*������ )� ���� � � ���� � ��� ���� � ����� � ������ �� � �� =�� �������*������ � *���� �* �����:- �� � �� ���� �� -�� �6�#8�6�>-

(��������� � -� � ??����-@-� �����*� -� ��� ��-� �����$-�/��0���(-� ��������@- ��� @�� ���-�- 7#6669 3�0� ������ 3����� �� ������ *�1�� �������� "���� ���������� � � ���� �=-������� �+7� >>�8>6#-

(� ���/-@-� �����(� ����-2-� ����������- ��� (���* ���5-H- 7#6669����� C��� � �� �:����������� � *������*������ � ���� 723�9��� �* � �� � � )���� (� � ����� � ��0����� �� � ��� ���� "�� � )� 23� � ����� �� ��� � ������ �.6� �>6=8�>6>-

(��������$- �� � - 7#66>9 ��� � � ���� � � ����� ���� ��� ���������� ��� �� �� =�'�F��� ������������������ ��� "�� � ���� � � ���� �- ������� �.�� &#�8&#'-

(�����-� (��������$-3-� ��������5-� ������ -3-� 3������-�-� � ������-%-� ������@-�-� ����� ���%- ��� ��1� ��� -5- 7#66&9���� ��� ������� ��� �� ���=�'�F��� ��������� � ��� ��� "�� � ���� � � ���� �- ������� �..� F�&8F&�-

5�����(-� �������@-$-� ��??�� ���-@-� 3���(-� ���������-/- ���������"���$-�- 7#6669 5�� ��������� ������� ���� ���� 1 �� ���� ��������� *��� ����� � � ��� ���� " � �������� "� �@ � ���� ��������+ �(�# �� � ����� �� � ���� �=4����#' � ����-���� ��� -+� '&&68'&6=-

5� " ���2-� �� ��������-� /��0���(-� ����� ���(-� Q���� �2-� D��*��-��������/-$-� (��������� � - ��� ��������@- 7#66�9 ����� �� � ���� ���� 3���� ���� ���� 1 �� �C�8$1�� �������- ������ *+6�F�&8F&�-

G ��5-@- ��� 3�����/-H- 7#66&9 ����� C��� � ��� �� =>� �� ��� ��B�� �� ������������� � ����� ��6����- �������� ��������!��� ������� �*7� =6>8'��-

H �� �����-3-� @������/-(-�-� ����������@-� G�� ��� �����/-� � �G-������ - ��� @���� ��-3- 7����9 5�� ��� =������ �� � ������������ ���� � � ���� # � ��� "�� �* @�� � ����� ��C��� ���)��� � ���� �����- ����� ��� �� -�� '=68''>-

A �*�/-� � �����-�- ��� �����)��*��-2- 7#66�9 ���� �* ��� 3@(��@ � ����1�� � *��� ��� "�� � )� 3(��� � *�1�� �������*������ �32� � ����� ������� �.*� 6F686�=-

D����-�- ��� ��������$-�- 7#6669 ���)) �* ��������� ��- ������6��� =�8=#-

D�������-�- �� � - 7#6669 @ �"�� � )���� (��� ���� 73(�';3 (��@�9 � ������ ������� � ��� ���� 1 �� �����: A�� ���������� �������� �- "������� ��� ==�8='=-

Q���D-� �B�)��� �- ��� �������-2- 7#66�9 3�*���� � ��� ������� � ��6���� ���� 1 �� � �*������ "���� ���� � � �����- �� ��� ������� �.-� �6&&=8�6&&6-

!������� ����� #$% &'''( ������� �� �������� )��� &$% &'''

������ � � ���

���