Cdc6
| Белок клеточного деления Cdc6/18 | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | Cdc6 |
| ИнтерПро | ИПР016314 |
| Репликационный белок ДНК типа Orc1/Cdc6, археи | |
|---|---|
 Кристаллическая структура CDC6 из P. aerophilum ( PDB : 1FNN ). Зелёный и синий домены — это домены ААА ; красный домен — это C-концевой домен HTH Cdc6 (информационное окно ниже). [ 1 ] | |
| Идентификаторы | |
| Символ | Orc1/Cdc6_arc |
| ИнтерПро | ИПР014277 |
| Cdc6/Orc1, C-терминал | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | Cdc6_C | ||
| Пфам | PF09079 | ||
| ИнтерПро | ИПР015163 | ||
| CDD | cd08768 | ||
| |||
Cdc6 , или клеточного деления 6 , представляет собой белок эукариотических цикл клеток. В основном он изучен на почкующихся дрожжах Saccharomyces cerevisiae ( P09119 ). Он является важным регулятором репликации ДНК и играет важную роль в активации и поддержании механизмов контрольных точек клеточного цикла, которые координируют S-фазу и митоз . Он является частью пререпликативного комплекса (пре-RC) и необходим для загрузки белков обслуживания минихромосом (MCM) в ДНК, что является важным шагом в инициации синтеза ДНК. Кроме того, он является членом семейства AAA+ АТФаз и тесно связан с ORC1 ; оба являются одним и тем же белком у архей . [ 2 ]
Функция
[ редактировать ]
CDC6 представляет собой АТФ- связывающий белок и член пререпликативного комплекса (пре-RC) вместе с комплексом распознавания происхождения (ORC) , Cdt1 и комплексом MCM (содержащим MCM2-7p). CDC6 собирается после ORC АТФ-зависимым образом и необходим для загрузки белков MCM в ДНК. Реконструкция электронно-микроскопических изображений показала, что комплекс ORC-CDC6 образует кольцевую структуру, размеры которой аналогичны размерам кольцевой геликазы MCM. [ 4 ] Модель всего комплекса ORC-Cdc6-Cdt1-Mcm2-7 (OCCM) с ДНК с почти атомным разрешением была собрана на основе данных ЭМ в 2017 году. [ 5 ] Считается, что комплекс CDC6-Cdt1 использует гидролиз АТФ, чтобы пропустить ДНК через центральное отверстие бублика MCM. [ 6 ] Мутации в мотиве связывания CDC6 убедительно свидетельствуют о том, что связывание и гидролиз АТФ необходимы для его функции. [ 7 ] Минимальные требования для связывания ДНК были картированы в ее последовательности из 47 аминокислот. [ 8 ] Более того, Cdc6 косвенно ингибирует активацию киназы М-фазы p34cdc2/CDC28 , таким образом подавляется деление ядра. [ 9 ]
Регулирование
[ редактировать ]CDC6 обычно присутствует на высоких уровнях во время фазы G1 клеточного цикла . Частично это связано с тем, что ген CDC6 транскрибируется только во время фазы G1. В начале S-фазы CDC6 фосфорилируется комплексом Cdc28 - Clb5-Clb6 (Cdk2) и, следовательно, инактивируется. Это было показано путем введения мутаций в CDC6 в консенсусных сайтах фосфорилирования Cdk2 (около N-конца), которые ингибируют деградацию. Кроме того, фосфорилирование может катализироваться Cdc28-Cln. Инактивированный CDC6 затем подвергается деградации посредством SCFCDC4-зависимого убиквитинилирования , а затем расщепляется протеасомой . Таким образом, регуляция CDC6 тесно коррелирует с активностью Cdk2, и поскольку активность Cdk2 колеблется один раз за клеточный цикл, накопление и деградация CDC6 также колеблются.
Можно выделить два состояния. В первом состоянии (во время фазы G1) активность Cdk2 низкая, CDC6 может накапливаться, следовательно, пре-РК может образовываться, но не активироваться. Во втором состоянии активность Cdk2 высока, CDC6 инактивируется, следовательно, пре-РК активируется, но не образуется. Это изменение гарантирует, что репликация ДНК выполняется только один раз за клеточный цикл. Было показано, что сверхэкспрессия CDC6 не индуцирует повторную репликацию в родственных клетках, вероятно, из-за ингибирования CDK, который перезагружает клетку. цикл тактового сигнала до G1. Тем не менее, было высказано предположение, что регуляция CDC6 является одним из нескольких резервных механизмов, которые предотвращают повторную репликацию ДНК в эукариотических клетках. [ 10 ]
Структура
[ редактировать ]
Кристаллографическая структура родственного Cdc6/Orc1 белка археи Pyrobaculum aerophilum была решена и идентифицированы три структурных домена. [ 1 ] Домен I и II образуют сайт связывания/гидролиза АТФ и аналогичны другим АТФазам ААА+. Домен III структурно связан с доменом крылатой спирали, поэтому может взаимодействовать с исходной ДНК. На основании исследований с загрузочным комплексом γ-зажима E. coli было высказано предположение, что домен III опосредует белок-белковые взаимодействия с другими AAA + АТФазами в пре-RC, что позволяет предположить, что CDC6 строит гомодимер в его нативной форме. Домены I и II образуют молекулу в форме кешью, которая связывает АТФ в щели и дополнительно создает сенсорный мотив для распознавания АТФ/АДФ. Считается также, что эти домены опосредуют последующие конформационные изменения. Тем не менее, точная функциональная роль этих доменов остается неясной. [ 8 ]
Болезнь
[ редактировать ]Было показано, что CDC6 проявляет протоонкогенную активность. Сверхэкспрессия Cdc6 препятствует экспрессии генов- супрессоров опухолей INK4/ARF посредством механизма, включающего эпигенетическую модификацию хроматина в локусе INK4/ARF. Кроме того, сверхэкспрессия CDC6 в первичных клетках может способствовать гиперрепликации ДНК и вызывать реакцию старения, аналогичную реакции, вызванной активацией онкогена. Эти данные указывают на то, что нарушение регуляции экспрессии CDC6 в клетках человека представляет серьезный риск канцерогенеза. [ 3 ] снижение регуляции CDC6 при раке простаты , что связано с фенотипическими характеристиками агрессивного рака простаты. Наблюдалось [ 11 ] Кроме того, было заметили, что уровень Cdc6 значительно повышается при раке шейки матки , раке легких и раке мозга . [ 12 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Лю Дж., Смит К.Л., ДеРикер Д., ДеАнджелис К., Мартин Г.С., Бергер Дж.М. (сентябрь 2000 г.). «Структура и функции Cdc6/Cdc18: значение для распознавания происхождения и контроля контрольных точек» . Молекулярная клетка . 6 (3): 637–648. дои : 10.1016/S1097-2765(00)00062-9 . ПМИД 11030343 .
- ^ Аусянникава Д., Аллерс Т. (январь 2017 г.). «Разнообразие репликации ДНК у архей» . Гены . 8 (2): 56. doi : 10.3390/genes8020056 . ПМК 5333045 . ПМИД 28146124 .
- ^ Jump up to: а б Борладо Л.Р., Мендес Дж. (февраль 2008 г.). «CDC6: от репликации ДНК к контрольным точкам клеточного цикла и онкогенезу» . Канцерогенез . 29 (2): 237–243. дои : 10.1093/carcin/bgm268 . ПМИД 18048387 .
- ^ Спек С., Чен З., Ли Х., Стиллман Б. (ноябрь 2005 г.). «АТФазозависимое кооперативное связывание ORC и Cdc6 с исходной ДНК» . Структурная и молекулярная биология природы . 12 (11): 965–971. дои : 10.1038/nsmb1002 . ПМЦ 2952294 . ПМИД 16228006 .
- ^ Юань З., Риера А., Бай Л., Сунь Дж., Нанди С., Спанос С. и др. (март 2017 г.). «Структурная основа репликативной загрузки геликазы Mcm2-7 с помощью ORC-Cdc6 и Cdt1» . Структурная и молекулярная биология природы . 24 (3): 316–324. дои : 10.1038/nsmb.3372 . ПМК 5503505 . ПМИД 28191893 .
- ^ Липпинкотт-Шварц Дж., Поллард Т.Д., Эрншоу В. (2007). Клеточная биология . Сондерс Эльзевир. стр. 766–767. ISBN 978-1-4160-2255-8 .
- ^ Белл С.П., Дутта А. (2002). «Репликация ДНК в эукариотических клетках». Ежегодный обзор биохимии . 71 : 333–374. doi : 10.1146/annurev.biochem.71.110601.135425 . ПМИД 12045100 .
- ^ Jump up to: а б Фэн Л., Ван Б., Дрисколл Б., Чон А. (май 2000 г.). «Идентификация и характеристика свойств ДНК-связывания Cdc6 Saccharomyces cerevisiae» . Молекулярная биология клетки . 11 (5): 1673–1685. дои : 10.1091/mbc.11.5.1673 . ПМК 14875 . ПМИД 10793143 .
- ^ Буэно А., Рассел П. (июнь 1992 г.). «Двойные функции CDC6: дрожжевой белок, необходимый для репликации ДНК, также ингибирует деление ядра» . Журнал ЭМБО . 11 (6): 2167–2176. дои : 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05276.x . ПМК 556684 . ПМИД 1600944 .
- ^ Друри Л.С., Перкинс Г., Диффли Дж.Ф. (октябрь 1997 г.). «Путь Cdc4/34/53 нацелен на Cdc6p для протеолиза у почкующихся дрожжей» . Журнал ЭМБО . 16 (19): 5966–5976. дои : 10.1093/emboj/16.19.5966 . ПМК 1170227 . ПМИД 9312054 .
- ^ Роблес Л.Д., Фрост А.Р., Давила М., Хатсон А.Д., Гризл В.Е., Чакрабарти Р. (июль 2002 г.). «Снижение уровня регуляции Cdc6, гена, регулирующего клеточный цикл, при раке простаты» . Журнал биологической химии . 277 (28): 25431–25438. дои : 10.1074/jbc.M201199200 . ПМИД 12006585 .
- ^ Лау Э, Цудзи Т, Го Л, Лу Ш, Цзян В (декабрь 2007 г.). «Роль компонентов пререпликативного комплекса (пре-РК) в онкогенезе» . Журнал ФАСЭБ . 21 (14): 3786–3794. дои : 10.1096/fj.07-8900рев . ПМИД 17690155 . S2CID 32435626 .