Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фактор, способствующий созреванию (сокращенно MPF , также называемый фактором, способствующим митозу или фактором, стимулирующим М-фазу ), представляет собой комплекс циклин-Cdk, который был впервые обнаружен в яйцах лягушек. [1] [2] Он стимулирует митотическую и мейотическую фазы клеточного цикла. MPF способствует входу в митоз (фаза M) из фазы G 2 путем фосфорилирования множества белков, необходимых во время митоза. МПФ активируется в конце G 2 с помощью фосфатазы , которая удаляет ингибирующее фосфатную группу добавленной ранее.

MPF также называют киназой M-фазы из-за ее способности фосфорилировать целевые белки в определенной точке клеточного цикла и, таким образом, контролировать их способность функционировать.

Открытие [ править ]

В 1971 году две независимые группы исследователей ( Йошио Масуи и Клемент Маркерт , а также Деннис Смит и Роберт Эккер) обнаружили, что ооциты лягушки, арестованные в G 2, могут быть индуцированы к переходу в фазу М с помощью микроинъекции цитоплазмы из ооцитов, которые были гормонально стимулированы. с прогестероном. [2] [1] Поскольку вступление ооцитов в мейоз часто называют созреванием ооцитов, этот цитоплазматический фактор был назван фактором, способствующим созреванию (MPF). Однако дальнейшие исследования показали, что активность MPF не ограничивается проникновением ооцитов в мейоз. Напротив, MPF также присутствует в соматических клетках, где он индуцирует переход в М-фазу митотического цикла.

Доказательства того, что диффундирующий фактор регулирует вступление в митоз, были ранее получены в 1966 году с использованием слизистой плесени Physarum polycephalum, у которой ядра многоядерной плазмодиальной формы подвергаются синхронным митозам. Слияние плазмодиев, клеточные циклы которых не совпадали по фазе друг с другом, привело к синхронному митозу в следующем митотическом цикле. Этот результат продемонстрировал, что вход в митоз контролируется диффундирующим цитоплазматическим фактором, а не «ядерными часами». [3]

Структура [ править ]

MPF состоит из двух субъединиц:

  • Циклин-зависимая киназа 1 (CDK1), субъединица циклин-зависимой киназы. Он использует АТФ для фосфорилирования определенных остатков серина и треонина целевых белков.
  • Циклин , регуляторная субъединица. Циклины необходимы для того, чтобы субъединица киназы функционировала с соответствующим субстратом. Митотические циклины можно сгруппировать как циклины A и B. Эти циклины имеют последовательность из девяти остатков в N-концевой области, называемой «деструктивным боксом», которая может распознаваться ферментом убиквитинлигазой, который разрушает циклины, когда это необходимо.

Роль в клеточном цикле [ править ]

Во время фазы G 1 и S субъединица CDK1 MPF неактивна из-за ингибирующего фермента Wee1. Wee1 фосфорилирует остатки Tyr-15 в дрожжах и остатки Tyr-15 CDK1 человека, делая MPF неактивным. Во время перехода G 2 в фазу M cdk1 де-фосфорилируется CDC25. Субъединица CDK1 теперь свободна и может связываться с циклином B, активировать MPF и заставлять клетку вступать в митоз. Также существует положительная обратная связь, которая деактивирует wee1. [ требуется разъяснение ]

Активация [ править ]

MPF должен быть активирован, чтобы ячейка перешла из фазы G 2 в фазу M. За этот фазовый переход G 2 в M ответственны три аминокислотных остатка . Треонин-161 (Thr-161) на CDK1 должен фосфорилироваться CDK-активирующей киназой (САК). CAK фосфорилирует Thr-161 только тогда, когда циклин B присоединен к CDK1.

Кроме того, два других остатка субъединицы CDK1 должны активироваться дефосфорилированием. CDC25 удаляет фосфат из остатков треонина-14 (Thr-14) и тирозина-15 (Tyr-15) и добавляет гидроксильную группу. Циклин B / CDK1 активирует CDC25, что приводит к положительной обратной связи.

Обзор функций [ править ]

  • Запускает формирование митотического веретена из-за нестабильности микротрубочек.
  • Способствует митозу, т.е. конденсации хроматина за счет фосфорилирования конденсинов.
  • Три ламина, присутствующие в ядерной пластинке, ламинах A, B и C, фосфорилируются MPF по аминокислотным остаткам серина. Это приводит к деполимеризации ядерной пластинки и разрушению ядерной оболочки на маленькие пузырьки.
  • Вызывает фосфорилирование GM130, что приводит к фрагментации Гольджи и ER.

Цели [ править ]

MPF влияет на следующее.

  • конденсины , которые обеспечивают конденсацию хроматина (см. профазу )
  • различные белки, ассоциированные с микротрубочками, участвующие в формировании митотического веретена
  • ламины , взаимодействие, способствующее деградации ядерной оболочки
  • Гистоны, H 1 и H 3
  • Матрица Гольджи, чтобы вызвать фрагментацию

Подавление миозина [ править ]

MPF фосфорилирует сайты ингибирования миозина на ранних этапах митоза. Это предотвращает цитокинез . Когда активность MPF падает в анафазе, сайты ингибирования дефосфорилируются и цитокинез продолжается.

Разборка комплексом, способствующим анафазе [ править ]

MPF разбирается, когда комплекс, способствующий анафазе (APC) полиубиквитинирует циклин B, маркируя его для деградации в петле отрицательной обратной связи. В интактных клетках деградация циклина начинается вскоре после начала анафазы (поздней анафазы), периода митоза, когда сестринские хроматиды разделяются и тянутся к противоположным полюсам веретена. Когда концентрация циклина B / CDK1 увеличивается, гетеродимер способствует тому, что APC полиубиквитинат циклин B / CDK1.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Смит Л.Д., Эккер Р.Э. (июнь 1971 г.). «Взаимодействие стероидов с ооцитами Rana pipiens в индукции созревания». Биология развития . 25 (2): 232–47. DOI : 10.1016 / 0012-1606 (71) 90029-7 . PMID  5562852 .
  2. ^ a b Masui Y, Markert CL (июнь 1971 г.). «Цитоплазматический контроль ядерного поведения во время мейотического созревания ооцитов лягушки». Журнал экспериментальной зоологии . 177 (2): 129–45. DOI : 10.1002 / jez.1401770202 . PMID 5106340 . 
  3. ^ Rusch HP, Sachsenmaier W, Behrens K, Gruter V (октябрь 1966 г.). «Синхронизация митоза путем слияния плазмодиев Physarum polycephalum» . Журнал клеточной биологии . 31 (1): 204–9. DOI : 10,1083 / jcb.31.1.204 . PMC 2107035 . PMID 6008374 .