Сепараза (Vyhgjg[g)

Дополнительные органы полюса веретена деления гомолог 1 (S. cerevisiae)
Дополнительные органы полюса веретена деления гомолог 1 (S. cerevisiae)
Идентификаторы
Символ	ESPL1 ; ESP1; SEPA
Внешние ID	OMIM: 604143 HomoloGene: 32151 GeneCards: Ген ESPL1
номер EC	3.4.22.49
Функция	• catalytic activity; • protein binding; • cysteine-type peptidase activity;
Компонент клетки	• nucleus; • centrosome; • cytosol;
Биологический процесс	• mitotic sister chromatid segregation; • M phase of mitotic cell cycle; • mitotic anaphase; • meiotic spindle organization; • mitotic cell cycle; • cytokinesis; • proteolysis; • apoptotic process; • establishment of mitotic spindle localization; • homologous chromosome segregation; • positive regulation of mitotic metaphase/anaphase transition; • negative regulation of sister chromatid cohesion;
	Источники: Amigo / QuickGO
Ортологи

Сепараза
Сепараза
Идентификаторы
Шифр КФ	3.4.22.49
Номер CAS	351527-77-0
Базы ферментов
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
MetaCyc	metabolic pathway
KEGG	KEGG entry
PRIAM	profile
PDB structures	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Поиск
PMC	статьи
PubMed	статьи
NCBI	NCBI proteins
CAS	351527-77-0

Сепараза (англ. Separase), также известная как сепарин (англ. separin) — цистеиновая протеаза (КФ 3.4.22.49), ответственная за запуск анафазы путём гидролиза когезина, белка, отвечающего за связывание сестринских хроматид во время ранней стадии анафазы^[1]. В организме человека сепарин кодируется геном ESPL1 ^[2].

Длина полипептидной цепи белка составляет 2120 аминокислот, а молекулярная масса — 233175 Да^[3].

Открытие

У S. cerevisiae сепараза кодируется геном esp1. Он был обнаружен Кимом Нэсмитом и коллегами в 1998 году^[4]^[5].

Функция

Стабильная сплочённость между сестринскими хроматидами до анафазы и их своевременное отделение в анафазе имеют решающее значение для деления клеток и наследования хромосом. У позвоночных сплоченность сестринских хроматид разрушается в 2 этапа различными механизмами. Первый этап включает в себя фосфорилирование STAG1^[англ.] или STAG2^[англ.] в когезиновом комплексе. Второй этап включает расщепление субъединицы когезина SCC1 (RAD21^[англ.]) сепаразой, которая инициирует окончательное разделение сестринских хроматид^[7].

В S. cerevisiae Esp1 кодируется esp1-1 и регулируется секурином PDS1. Две сестринские хроматиды изначально не связаны друг с другом когезиновым комплексом до начала анафазы, в течение которой митотическое веретено деления отделяет две сестринские хроматиды друг от друга, оставляя каждую из двух дочерних клеток с эквивалентным количеством сестринских хроматид. Белки, которые связывают две сестринские хроматиды, не позволяя преждевременному разделению сестринских хроматид, являются частью когезинового семейства белков. Один из этих белков, важных для сплоченности сестринских хроматид — Scc1. Esp1 является белком сепаразы, который расщепляет когезиновую субъединицу Scc1 (Rad21), что позволяет сестринским хроматидам разделиться в начале анафазы в течение митоза^[5].

Регуляция

Схема сети с петлёй обратной связи для создания переключателя активации анафазы^[8].

Когда клетка находится в стадии покоя (отсутствие деления), сепараза предотвращает отделение когезина путём его ассоциации с другим белком, секурином, а также фосфорилированием циклин-CDK комплексом. Это обеспечивает два уровня негативной регуляции предотвращения ненадлежащего расщепления когезина. Обратите внимание, что сепараза не может функционировать без первоначального формирования комплекса секурин-сепараза у большинства организмов. Это потому, что секурин помогает удерживать сепаразу в функциональной конформации. Тем не менее, дрожжи по-видимому, не требуют секурина для образования функциональной сепаразы, потому что анафаза наступает в дрожжах даже с удаленным секурином^[6].

По сигналу анафазы секурин убиквитинируется и гидролизуется, освобождая сепаразу для дефосфорилирования комплекса APC-Cdc20. Активная сепараза может расщеплять Scc1 для освобождения сестринских хроматид.

Сепараза инициирует активацию Cdc14^[англ.] в начале анафазы^[9] и Cdc14 дефосфорилирует секурин, тем самым увеличивая свою эффективность в качестве субстрата для деградации. Наличие этой положительной обратной связи предлагает потенциальный механизм для предоставления анафазе расширенного переключателя поведения^[8].

Примечания

↑ ESPL1 — Separin — Homo sapiens (Human) (неопр.). Дата обращения: 11 июня 2015. Архивировано 30 июля 2017 года.
↑ Nagase T., Seki N., Ishikawa K., Tanaka A., Nomura N. Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. V. The coding sequences of 40 new genes (KIAA0161-KIAA0200) deduced by analysis of cDNA clones from human cell line KG-1 (англ.) // DNA Res.^[англ.] : journal. — 1996. — February (vol. 3, no. 1). — P. 17—24. — doi:10.1093/dnares/3.1.17. — PMID 8724849.
↑ UniProt, Q14674 (англ.). Дата обращения: 19 декабря 2023. Архивировано 30 июля 2017 года.
↑ Ciosk R., Zachariae W., Michaelis C., Shevchenko A., Mann M., Nasmyth K. An ESP1/PDS1 complex regulates loss of sister chromatid cohesion at the metaphase to anaphase transition in yeast (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 1998. — June (vol. 93, no. 6). — P. 1067—1076. — doi:10.1016/S0092-8674(00)81211-8. — PMID 9635435.
↑ ¹ ² Uhlmann F, Lottspeich F., Nasmyth K. Sister-chromatid separation at anaphase onset is promoted by cleavage of the cohesin subunit Scc1 (англ.) // Nature : journal. — 1999. — July (vol. 400, no. 6739). — P. 37—42. — doi:10.1038/21831. — PMID 10403247.
↑ ¹ ² 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.
↑ Sun Y., Kucej M., Fan H.Y., Yu H., Sun Q.Y., Zou H. Separase is recruited to mitotic chromosomes to dissolve sister chromatid cohesion in a DNA-dependent manner (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2009. — April (vol. 137, no. 1). — P. 123—132. — doi:10.1016/j.cell.2009.01.040. — PMID 19345191. — PMC 2673135.
↑ ¹ ² 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.

Литература

McGrew J., Goetsch L., Byers B., Baum P. Requirement for ESP1 in the nuclear division of Saccharomyces cerevisiae (англ.) // Molecular Biology of the Cell : journal. — 1992. — Vol. 3, no. 12. — P. 1443—1454. — doi:10.1091/mbc.3.12.1443. — PMID 1493337. — PMC 275712.
Ciosk R., Zachariae W., Michaelis C., Shevchenko A., Mann M., Nasmyth K. An ESP1/PDS1 complex regulates loss of sister chromatid cohesion at the metaphase to anaphase transition in yeast (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 1998. — Vol. 93, no. 6. — P. 1067—1076. — doi:10.1016/S0092-8674(00)81211-8. — PMID 9635435.
Jensen S., Segal M., Clarke D., Reed S. A novel role of the budding yeast separin Esp1 in anaphase spindle elongation: evidence that proper spindle association of Esp1 is regulated by Pds1 (англ.) // J. Cell Biol.^[англ.] : journal. — 2001. — Vol. 152, no. 1. — P. 27—40. — doi:10.1083/jcb.152.1.27. — PMID 11149918. — PMC 2193664.
Kumar P, Cheng H, Paudyal S, Nakamura V (2020). "Haploinsufficiency of cohesin protease, Separase, promotes regeneration of hematopoietic stem cells in mice". STEM CELLS. doi:10.1002/stem.3280. PMID 32997844.

Ссылки

MeSH separase
https://web.archive.org/web/20041117073907/http://ncbi.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Nucleotide
Видео Дэвида Моргана представляющее действие секурина и сепарина (в формате MP4): http://media.hhmi.org/ibio/morgan/morgan_3.mp4
и в других форматах: https://web.archive.org/web/20131009035602/http://ibioseminars.org/lectures/bio-mechanisms/david-morgan-part-1/david-morgan-part-3.html

[1] ESPL1 — Separin — Homo sapiens (Human) (неопр.). Дата обращения: 11 июня 2015. Архивировано 30 июля 2017 года.

[pmid8724849-2] Nagase T., Seki N., Ishikawa K., Tanaka A., Nomura N. Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. V. The coding sequences of 40 new genes (KIAA0161-KIAA0200) deduced by analysis of cDNA clones from human cell line KG-1 (англ.) // DNA Res.^[англ.] : journal. — 1996. — February (vol. 3, no. 1). — P. 17—24. — doi:10.1093/dnares/3.1.17. — PMID 8724849.

[UniProt-3] UniProt, Q14674 (англ.). Дата обращения: 19 декабря 2023. Архивировано 30 июля 2017 года.

[pmid9635435-4] Ciosk R., Zachariae W., Michaelis C., Shevchenko A., Mann M., Nasmyth K. An ESP1/PDS1 complex regulates loss of sister chromatid cohesion at the metaphase to anaphase transition in yeast (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 1998. — June (vol. 93, no. 6). — P. 1067—1076. — doi:10.1016/S0092-8674(00)81211-8. — PMID 9635435.

[pmid10403247-5] ¹ ² Uhlmann F, Lottspeich F., Nasmyth K. Sister-chromatid separation at anaphase onset is promoted by cleavage of the cohesin subunit Scc1 (англ.) // Nature : journal. — 1999. — July (vol. 400, no. 6739). — P. 37—42. — doi:10.1038/21831. — PMID 10403247.

[morgan-6] ¹ ² 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.

[pmid19345191-7] Sun Y., Kucej M., Fan H.Y., Yu H., Sun Q.Y., Zou H. Separase is recruited to mitotic chromosomes to dissolve sister chromatid cohesion in a DNA-dependent manner (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2009. — April (vol. 137, no. 1). — P. 123—132. — doi:10.1016/j.cell.2009.01.040. — PMID 19345191. — PMC 2673135.

[holt-8] ¹ ² 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.

[pmid11832211-9] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]