Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( июль 2007 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Киназа, активирующая CDK ( САК), активирует комплекс циклин- CDK путем фосфорилирования остатка 160 треонина в петле активации CDK . Сам CAK является членом семейства Cdk и функционирует как положительный регулятор Cdk1 , Cdk2 , Cdk4 и Cdk6 . [1]
Каталитическая активность [ править ]
Активация CDK требует двух шагов. Во-первых, циклин должен связываться с Cdk . На второй стадии CAK д. Фосфорилировать комплекс cyclin- Cdk по остатку 160 треонина, который расположен в сегменте активации Cdk . Поскольку для активации Cdks должны быть свободны от белков-ингибиторов Cdk (CKI) и связаны с циклинами, считается, что активность CAK косвенно регулируется циклинами. [ кем? ]
Фосфорилирование обычно считается обратимой модификацией, используемой для изменения активности фермента в различных условиях. Однако активация фосфорилирования Cdk с помощью CAK, по-видимому, является исключением из этой тенденции. Фактически, активность САК остается высокой на протяжении всего клеточного цикла и не регулируется никаким известным механизмом контроля клеточного цикла. Однако по сравнению с нормальными клетками активность САК снижена в покоящихся клетках G0 и немного повышена в опухолевых клетках. [1]
У млекопитающих активация фосфорилирования САК может происходить только после связывания циклина. У почкующихся дрожжей активация фосфорилирования САК может происходить до связывания циклина. Как у людей, так и у дрожжей связывание циклина является лимитирующей стадией активации Cdk . Следовательно, фосфорилирование Cdk с помощью CAK считается посттрансляционной модификацией , необходимой для активности фермента. Хотя активация фосфорилирования с помощью САК не используется для целей регуляции клеточного цикла, это высококонсервативный процесс, поскольку САК также регулирует транскрипцию.
Ортологи [ править ]
САК сильно различается у разных видов. У позвоночных и дрозофилии CAK представляет собой тримерный белковый комплекс, состоящий из Cdk7 (Cdk-родственная протеинкиназа), cyclinH и Mat1 . [2] Субъединица Cdk7 отвечает за активацию Cdk, тогда как субъединица Mat1 отвечает за транскрипцию. Тример САК может фосфорилироваться на активационном сегменте субъединицы Cdk7. Однако, в отличие от других Cdk , это фосфорилирование может не быть существенным для активности CAK. В присутствии Mat1 активация САК не требует фосфорилирования активационного сегмента. Однако в отсутствие Mat1, фосфорилирование активационного сегмента необходимо для активности САК. [1]
У позвоночных САК локализуется в ядре. Это предполагает, что САК участвует не только в регуляции клеточного цикла, но также и в транскрипции. Фактически, Cdk7 субъединица САК позвоночных фосфорилирует несколько компонентов транскрипционного аппарата.
У почкующихся дрожжей САК является мономерной протеинкиназой и обозначается как Cak1. [2] Cak1 отдаленно гомологичен Cdks . Cak1 локализуется в цитоплазме и отвечает за активацию Cdk . Гомолог Cdk7 почкующихся дрожжей , Kin28, не обладает активностью CAK.
Делящиеся дрожжи имеют два САК с перекрывающимися и специализированными функциями. Первый САК представляет собой комплекс Msc6 и Msc2. Комплекс Msc6 и Msc2 связан с комплексом Cdk7-cyclinH позвоночных. Комплекс Msc6 и Msc2 не только активирует Cdks клеточного цикла, но также регулирует экспрессию генов, поскольку он является частью фактора транскрипции TFIIH . Вторые делящиеся дрожжи CAK, Csk1, являются ортологом почкующихся дрожжей Cak1. Csk1 может активировать Cdk, но не важен для работы Cdk. [2]
Таблица киназ, активирующих Cdk
http://www.oup.com/uk/orc/bin/9780199206100/resources/figures/nsp-cellcycle-3-3-3_7.jpg .
Предоставлено: Издательство Оксфордского университета "Морган: клеточный цикл"
Cdkactivation
http://www.oup.com/uk/orc/bin/9780199206100/resources/figures/nsp-cellcycle-3-3-3_8.jpg
Источник
: Oxford University Press «Морган: клеточный цикл»
Структура [ править ]
Конформация активного сайта Cdk2 резко меняется при связывании циклина и фосфорилировании CAK. Активный сайт Cdk2 находится в щели между двумя долями киназы. АТФ связывается глубоко внутри расщелины, а его фосфат ориентирован наружу. Белковые субстраты связываются со входом в щель активного сайта.
В своей неактивной форме Cdk2 не может связывать субстрат, потому что вход в его активный сайт блокируется Т-петлей. Неактивный Cdk2 также имеет неправильно ориентированный сайт связывания АТФ . Когда Cdk2 неактивен, малая спираль L12 толкает большую спираль PSTAIRE наружу. Спираль PSTAIRE содержит остаток глутамата 51, который важен для позиционирования фосфатов АТФ . [2]
Когда cyclinA связывается, происходит несколько конформационных изменений. Т-петля выходит за пределы входа в активный сайт и больше не блокирует сайт связывания субстрата. Спираль PSTAIRE движется внутрь. Спираль L12 становится бета-цепью. Это позволяет глутамату 51 взаимодействовать с лизином 33. Аспартат 145 также меняет положение. Вместе эти структурные изменения позволяют фосфатам АТФ правильно связываться. [2]
Когда CAK фосфорилирует остаток треонина 160 Cdk , Т-петля сглаживается и более тесно взаимодействует с циклином A. Фосфорилирование также позволяет Cdk более эффективно взаимодействовать с субстратами, которые содержат последовательность SPXK. Фосфорилирование также увеличивает активность комплекса циклинA- Cdk2 . Различные циклины вызывают разные изменения конформации в Cdk .
Ссылка на изображение - Структурная основа активации Cdk
http://www.oup.com/uk/orc/bin/9780199206100/resources/figures/nsp-cellcycle-3-4-3_12.jpg
Источник: Oxford University Press "Morgan: Клеточный цикл »
Дополнительные функции [ править ]
Помимо активации Cdks , CAK также регулирует транскрипцию. Были идентифицированы две формы САК: свободный САК и САК, ассоциированный с TFIIH. Свободных САК больше, чем САК, ассоциированных с TFIIH. [1] Свободный САК фосфорилирует Cdks и участвует в регуляции клеточного цикла. Ассоциированный САК является частью общего транскрипционного фактора TFIIH . CAK, связанный с TFIIH, фосфорилирует белки, участвующие в транскрипции, включая РНК-полимеразу II. Более конкретно, ассоциированный САК участвует в клиренсе промотора и прогрессировании транскрипции от преинициации до стадии инициации.
У позвоночных тримерный комплекс САК отвечает за регуляцию транскрипции. У почкующихся дрожжей гомолог Cdk7 , Kin28, регулирует транскрипцию. У делящихся дрожжей комплекс Msc6 Msc2 контролирует транскрипцию базальных генов. [2]
Помимо регуляции транскрипции, САК также усиливает транскрипцию, фосфорилируя рецепторы ретиноевой кислоты и эстрогена. Фосфорилирование этих рецепторов приводит к повышенной экспрессии генов-мишеней. В лейкозных клетках, где ДНК повреждена, способность САК фосфорилировать ретиноевую кислоту и рецепторы эстрогена снижается. Снижение активности CAK создает петлю обратной связи, которая отключает активность TFIIH.
САК также играет роль в ответе на повреждение ДНК. [1] Активность CAK, связанного с TFIIH, снижается, когда ДНК повреждается УФ-облучением. Ингибирование САК предотвращает развитие клеточного цикла. Этот механизм обеспечивает точность передачи хромосом. [1]
Ссылки [ править ]
- ^ Б с д е е Lolli G, LN Джонсон (апрель 2005 г.). «САК-циклин-зависимая активирующая киназа: ключевая киназа в контроле клеточного цикла и мишень для лекарств?» . Клеточный цикл . 4 (4): 572–7. DOI : 10.4161 / cc.4.4.1607 . PMID 15876871 .
- ^ Б с д е е Морган, Дэвид Л. (2007). Клеточный цикл: принципы управления . Лондон: Издается New Science Press совместно с Oxford University Press. ISBN 0-87893-508-8.
Внешние ссылки [ править ]
- Cdk-activating + kinase в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)