Секурин
Секурин — это белок, участвующий в контроле перехода метафаза-анафаза и наступления анафазы. После биориентации пар хромосом и инактивации системы контрольных точек веретена, лежащая в основе регуляторная система, включающая секурин, производит резкий стимул, который вызывает высокосинхронное разделение хромосом в анафазе . [1]
Секурин и Сепараза
Секурин изначально присутствует в цитоплазме и связывается с сепаразой , протеазой , которая разрушает кольца когезина, связывающие две сестринские хроматиды. Сепараза жизненно важна для начала анафазы. Этот комплекс секурин-сепараза поддерживается, когда секурин фосфорилируется Cdk1 , ингибируя убиквитинирование. При связывании с секурином сепараза не функционирует. [1]
Кроме того, и секурин, и сепараза являются хорошо сохраняющимися белками (рисунок 1). [1] Обратите внимание, что сепараза не может функционировать без первоначального формирования комплекса секурин-сепараза. Это происходит потому, что секурин помогает правильно сложить сепаразу в функциональную конформацию. Однако дрожжам, по-видимому, не требуется секурин для формирования функциональной сепаразы, поскольку анафаза происходит у дрожжей с мутацией делеции секурина. [1]
Роль секурина в наступлении анафазы
Основной механизм
Секурин имеет пять известных участков фосфорилирования, которые являются целями Cdk1; два участка на N-конце в области Ken-Box и D-box, как известно, влияют на распознавание и убиквитинирование APC (рисунок 2). [2] Для инициирования начала анафазы секурин дефосфорилируется Cdc14 и другими фосфатазами. Дефосфорилированный секурин распознается комплексом, способствующим анафазе (APC), связанным в первую очередь с Cdc20 (Cdh1 также является активирующим субстратом APC). Комплекс APC Cdc20 убиквитинирует секурин и направляет его на деградацию протеасомой 26S. Это приводит к свободной сепаразе, которая способна разрушать когезин и инициировать разделение хромосом. [1] [2]
Характеристики сети
Считается, что секурин объединяет несколько регуляторных входов, чтобы активация сепаразы переключалась подобно, что приводит к внезапной, скоординированной анафазе. Это, вероятно, включает сеть с несколькими петлями обратной связи, включая положительную обратную связь , которая приводит к поведению, подобному переключателю. Один из предложенных сигнальных путей, генерирующих поведение, подобное переключателю, содержит петлю положительной обратной связи для активации Cdc14 сепаразой, [3] что приводит к дефосфорилированию и деградации секурина (рисунок 3). [2]
Группа Дэвида Моргана обнаружила, что время сегрегации хромосом 4 и 5 значительно удлинено в штаммах почкующихся дрожжей с мутациями в 2 N-концевых участках фосфорилирования секурина и штаммах с делецией секурина. Кроме того, эти мутантные штаммы показали очень высокие показатели неправильной сегрегации по сравнению с нормальным поведением. Характеристики, подобные переключателям, необходимы для запуска быстрой, скоординированной хромосомной сегрегации в анафазе. Это означает, что сильная инактивация сепаразы секурином, за которой следует внезапное, быстрое разрушение секурина и активация сепаразы, жизненно важна для правильной анафазы.
В целом секурин и сепараза действуют в сети регуляции анафазы. На рисунке 4 изображена потенциальная схема сети. [1] [2]
Ссылки
- ^ abcdef Morgan DO (2007). Клеточный цикл: принципы управления . Лондон: Опубликовано New Science Press совместно с Oxford University Press. ISBN 978-0-87893-508-6.
- ^ abcd Holt LJ, Krutchinsky AN, Morgan DO (июль 2008). "Положительная обратная связь обостряет анафазный переключатель". Nature . 454 (7202): 353– 7. Bibcode :2008Natur.454..353H. doi :10.1038/nature07050. PMC 2636747 . PMID 18552837.
- ^ Stegmeier F, Visintin R, Amon A (январь 2002 г.). «Separase, polo kinase, the kinetochore protein Slk19, and Spo12 function in a network that control Cdc14 localization during early anaphase». Cell . 108 (2): 207– 20. doi : 10.1016/S0092-8674(02)00618-9 . PMID 11832211. S2CID 2408261.
Внешние ссылки
- Видео Дэвида Моргана, объясняющее действие секурина и сепарина (в формате MP4): http://media.hhmi.org/ibio/morgan/morgan_3.mp4
- и в других форматах: Управление клеточным циклом: начало анафазы
