Секурин (Vytrjnu)
Секурин (англ. Securin) — белок, участвующий в управлении метафазно-анафазным переходом и анафазой. После биориентации хромосомных пар и инактивации системы контрольных точек веретена деления, основная регуляторная система, которая включает в себя секурин, производит резкое стимулирование, который вызывает высокосинхронное разделение хромосом в анафазе[1].
Секурин и сепараза
[править | править код]
Секурин изначально присутствует в цитоплазме и связывается с сепаразой — протеазой, разрушающей кольцо когезина, которое связывают две сестринские хроматиды. Сепараза является жизненно важной для наступления анафазы. Этот комплекс секурин-сепараза сохраняется, когда секурин фосфорилируется Cdk1, ингибирующим убиквитинирование. Будучи связанной с секурином, сепараза не функционирует[1].
Кроме того, как секурин, так и сепараза являются высококонсервативными белками (Рисунок 1)[1]. Следует отметить, что сепараза не может функционировать без предварительного формирования комплекса секурин-сепараза. Это потому, что секурин помогает корректно удерживать сепаразу в функциональной конформации. Тем не менее, дрожжи по-видимому, не требуют секурина для образования функционирующей сепаразы в анафазе, поскольку это происходит в мутированных дрожжах с отсутствием секурина[1].
Роль секурина в наступлении анафазы
[править | править код]Основной механизм
[править | править код]
Секурин имеет 5 известных сайтов фосфорилирования, которые являются целями Cdk1; 2 сайта на N-конце в районе Кеn-бокса и D-бокса, как известно, влияют на опознание APC и убиквитинирование (рисунок 2)[2]. Для наступления анафазы секурин дефосфорилируется Cdc14[англ.] и другими фосфатазами. Дефосфорилированный секурин опознаётся комплексом стимуляции анафазы (APK), связанный, прежде всего, Cdc20 (Cdh1 также является активирующим субстратом APC). Комплекс APCCdc20 убиквитинирует секурин с целью его деградации. Это приводит к освобождению сепаразы, которая способна разрушить когезин и инициировать разделение хромосом[1][2].
Сетевые характеристики
[править | править код]
Считается, что секурин объединяет несколько регуляторных входов, создавая переключатель активации сепаразы, что приводит к скоординированной анафазе. Это, вероятно, включает в себя сеть с несколькими петлями обратной связи, в том числе и положительной, которая приводит к переключению характера поведения. Это также предполагает, что сигнальный путь генерирует переключатель, содержащий положительную обратную связь 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 удлиняется в штаммах почкующихся дрожжей при мутациях в 2-х N-концевых сайтах фосфорилирования секурина и его новых разновидностях делеций. Кроме того, эти мутантные штаммы демонстрируют очень высокие рейтинги неправильной сегрегации по сравнению с нормальными. Переключатель характеристик, необходим чтобы вызвать быструю, скоординированную хромосомную сегрегацию в анафазе. Это означает, что сильная инактивация сепаразы секурином приведёт к внезапному, быстрому разрушению секурина и активации сепаразы, что является жизненно важным для правильной анафазы.
В целом, секурин и сепараза действуют в сети регулирования анафазы. Рисунок 4 изображает потенциальную схему сети[1][2].
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 4 5 6 Morgan, David O. The cell cycle: principles of control (англ.). — London: Published by New Science Press in association with Oxford University Press, 2007. — ISBN 0-87893-508-8.
- ↑ 1 2 3 4 Holt L. J., Krutchinsky A. N., Morgan D. O. Positive feedback sharpens the anaphase switch (англ.) // Nature. — 2008. — July (vol. 454, no. 7202). — P. 353—357. — doi:10.1038/nature07050. — PMID 18552837. — PMC 2636747.
- ↑ Stegmeier F., Visintin R., Amon A. Separase, polo kinase, the kinetochore protein Slk19, and Spo12 function in a network that controls Cdc14 localization during early anaphase (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2002. — January (vol. 108, no. 2). — P. 207—220. — doi:10.1016/S0092-8674(02)00618-9. — PMID 11832211.
Ссылки
[править | править код]- Видео Дэвида Моргана представляющее действие секурина и сепарина (в формате MP4 ): http://media.hhmi.org/ibio/morgan/morgan_3.mp4
- и в других форматах: http://www.ibiology.org/ibioseminars/cell-biology/david-morgan-part-3.html