Фактор, способствующий созреванию

Фактор, способствующий созреванию (сокращенно MPF , также называемый фактором, способствующим митозу или фактором, способствующим М-фазе ) представляет собой комплекс циклин-Cdk , который был впервые обнаружен в яйцах лягушки. ^[1]^[2] Он стимулирует митотические и мейотические фазы клеточного цикла . MPF способствует входу в митоз (фазу М) из G2 _{путем фосфорилирования множества белков ,} фазы необходимых во время митоза. активируется на конце G ₂ фосфатазой MPF , которая удаляет добавленную ранее ингибирующую фосфатную группу.

MPF также называют киназой М-фазы из-за ее способности фосфорилировать белки-мишени в определенный момент клеточного цикла и, таким образом, контролировать их способность функционировать.

Открытие

В 1971 году две независимые группы исследователей ( Ёсио Масуи и Клемент Маркерт , а также Л. Деннис Смит и Роберт Эккер) обнаружили, что ооциты лягушки, задержанные в G _2, могут быть индуцированы для перехода в фазу М путем микроинъекции цитоплазмы из ооцитов, которые были гормональная стимуляция прогестероном. ^[2]^[1] Поскольку вступление ооцитов в мейоз часто называют созреванием ооцитов, этот цитоплазматический фактор был назван фактором, способствующим созреванию (MPF). Дальнейшие исследования показали, однако, что активность MPF не ограничивается вступлением ооцитов в мейоз. Напротив, MPF также присутствует в соматических клетках, где он индуцирует переход в М-фазу митотического цикла.

Доказательства того, что диффузионный фактор регулирует вступление в митоз, были ранее получены в 1966 г. с использованием слизевика Physarum polycephalum, у которого ядра многоядерной плазмодиальной формы подвергаются синхронным митозам. Слияние плазмодиев, клеточные циклы которых находились в противофазе друг с другом, приводило к синхронному митозу в следующем митотическом цикле. Этот результат продемонстрировал, что вход в митоз контролируется диффузионным цитоплазматическим фактором, а не «ядерными часами». ^[3]

Структура

MPF состоит из двух субъединиц:

Циклинзависимая киназа 1 (CDK1), субъединица циклинзависимой киназы. Он использует АТФ для фосфорилирования специфических остатков серина и треонина белков-мишеней.
Циклин , регуляторная субъединица. Циклины необходимы для функционирования субъединицы киназы с соответствующим субстратом. Митотические циклины можно сгруппировать как циклины A и B. Эти циклины имеют последовательность из девяти остатков в N-концевой области, называемую «боксом разрушения», которая может распознаваться ферментом убиквитинлигазой, который при необходимости разрушает циклины.

Роль в клеточном цикле

Во время фаз G1 _и S субъединица CDK1 MPF неактивна из-за ингибирующего фермента Wee1. Wee1 фосфорилирует остаток Tyr-15 CDK1, делая MPF неактивным. Во время перехода G ₂ в фазу M cdk1 дефосфорилируется CDC25. Субъединица CDK1 теперь свободна и может связываться с циклином B, активировать MPF и заставлять клетку вступать в митоз. Существует также петля положительной обратной связи , которая инактивирует wee1. ^{[ нужны разъяснения ]}

Активация

MPF должен быть активирован для того, чтобы ячейка перешла из фазы G ₂ в фазу M. ответственны три аминокислотных остатка _{G 2} в M За фазовый переход . Треонин-161 (Thr-161) на CDK1 должен фосфорилироваться с помощью киназы, активирующей CDK (CAK). CAK фосфорилирует Thr-161 только тогда, когда циклин B присоединяется к CDK1.

Кроме того, два других остатка субъединицы CDK1 должны быть активированы путем дефосфорилирования. 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 образованию петли положительной обратной связи.

Обзор функций

Запускает формирование митотического веретена за счет нестабильности микротрубочек.
Способствует митозу, т.е. конденсации хроматина посредством фосфорилирования конденсинов.
Три ламина, присутствующие в ядерной пластинке, ламины A, B и C, фосфорилируются MPF по аминоостаткам серина. Это приводит к деполимеризации ядерной пластинки и распаду ядерной оболочки на мелкие пузырьки.
Вызывает фосфорилирование GM130, что приводит к фрагментации Гольджи и ЭР.

Цели

MPF влияет на следующее.

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

Ингибирование миозина

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

Разборка комплексом, способствующим анафазе

MPF разбирается, когда комплекс, способствующий анафазе (APC), полиубиквитинирует циклин B, отмечая его деградацию 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. По мере увеличения концентрации циклина B/CDK1 гетеродимер способствует полиубиквитинированию циклина B/CDK1 APC.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Смит Л.Д., Экер Р.Э. (июнь 1971 г.). «Взаимодействие стероидов с ооцитами Rana pipiens в индукции созревания». Биология развития . 25 (2): 232–47. дои : 10.1016/0012-1606(71)90029-7 . ПМИД 5562852 .
^ Jump up to: ^а ^б Масуи Ю., Маркерт К.Л. (июнь 1971 г.). «Цитоплазматический контроль ядерного поведения во время мейотического созревания ооцитов лягушки». Журнал экспериментальной зоологии . 177 (2): 129–45. дои : 10.1002/jez.1401770202 . ПМИД 5106340 .
^ Руш Х.П., Саксенмайер В., Беренс К., Грутер В. (октябрь 1966 г.). «Синхронизация митоза путем слияния плазмодий Physarum multicephalum» . Журнал клеточной биологии . 31 (1): 204–9. дои : 10.1083/jcb.31.1.204 . ПМК 2107035 . ПМИД 6008374 .

[Smith_1971-1] Jump up to: ^а ^б Смит Л.Д., Экер Р.Э. (июнь 1971 г.). «Взаимодействие стероидов с ооцитами Rana pipiens в индукции созревания». Биология развития . 25 (2): 232–47. дои : 10.1016/0012-1606(71)90029-7 . ПМИД 5562852 .

[Masui_1971-2] Jump up to: ^а ^б Масуи Ю., Маркерт К.Л. (июнь 1971 г.). «Цитоплазматический контроль ядерного поведения во время мейотического созревания ооцитов лягушки». Журнал экспериментальной зоологии . 177 (2): 129–45. дои : 10.1002/jez.1401770202 . ПМИД 5106340 .

[pmid6008374-3] Руш Х.П., Саксенмайер В., Беренс К., Грутер В. (октябрь 1966 г.). «Синхронизация митоза путем слияния плазмодий Physarum multicephalum» . Журнал клеточной биологии . 31 (1): 204–9. дои : 10.1083/jcb.31.1.204 . ПМК 2107035 . ПМИД 6008374 .

[1]

[2]

[3]