Клб 5,6 (Cdk1)

Clb5 и Clb6 S-фазы B-типа представляют собой циклины у дрожжей , которые помогают в регуляции клеточного цикла. ^{[ 1 ]} Clb5 и Clb6 связывают и активируют Cdk1 необходимы высокие уровни этих циклинов , и для перехода в S-фазу . ^{[ 2 ]} Связывание циклина S-фазы с Cdk1 напрямую стимулирует репликацию ДНК , а также переход к следующей фазе клеточного цикла. ^{[ 3 ]}

Структура

Clb5 и Clb6 — два из шести циклинов B-типа у почкующихся дрожжей , которые содержат короткую гидрофобную аминокислотную последовательность, которая обеспечивает целенаправленную деградацию и фосфорилирование некоторых белков, регулирующих репликацию ДНК. Эта деградация происходит на позднем митозе и регулируется комплексом, способствующим анафазе (APC). ^{[ 1 ]} Все Clb1-6 нацелены и активируют единственную циклинзависимую киназу дрожжей Cdk1. ^{[ 1 ]}

Clb6 кодируется 380 аминокислотами (44,1 кДа) и на 49,7% идентичен Clb5. ^{[ 2 ]} Clb5 состоит из 435 аминокислот (50,4 кДа). ^{[ 2 ]} Мотив гидрофобного бокса обнаружен на С-конце обоих циклинов и включает консервативную последовательность FLRRISK, характеризующую циклины B-типа. ^{[ 2 ]}

Функция

Clb5 и Clb6 являются частью регуляторной сети, которая инициирует репликацию ДНК во время S-фазы. Уровни Clb5 и Clb6 повышаются во время G1 (раньше, чем у других циклинов B-типа) и остаются высокими на протяжении фаз S и M. ^{[ 1 ]}

Во время S-фазы Clb5 и Clb6 одновременно экспрессируются с другими генами, кодирующими белки, необходимые для репликации и разделения отдельных цепей ДНК. ^{[ 1 ]} Clb5 и Clb6 дифференциально связываются с Cdk1, и эта активация непосредственно способствует активации различных источников репликации . ^{[ 1 ]} Clb5, в частности, имеет уникальную гидрофобную часть аминокислот, которая обеспечивает специфические взаимодействия с белками пререпликационного комплекса, связанными с ДНК, и помогает локализовать Clb5 в местах начала репликации ДНК.

Clb5 и Clb6 также способствуют удвоению тела полюса веретена во время S-фазы, прежде всего, когда Clb3 и Clb4 инактивированы. ^{[ 2 ]} Однако дублирование тела полюса веретена и его взаимодействие с Clb5 недостаточно изучены. В отличие от других циклинов B-типа, которые отрицательно регулируют фактор связывания SCB (SBF) и фактор связывания MCB (MBF), ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Clb5 и Clb6 могут активировать переход G1/S в отсутствие циклинов G1 Cln1,2,3. Эти регуляторные белки генов контролируют гены G1/S, а их негативная регуляция помогает остановить экспрессию циклинов G1 во время S-фазы. Наконец, было показано, что Clb5-Cdk1 важен для фосфорилирования Cdh1 у дрожжей, а разрушение Clb5 способствует дефосфорилированию Sic1 . ^{[ 1 ]} Разрушение Clb5 и Clb6 обычно опосредовано APC-Cdc20 . ^{[ 1 ]} Исследования также показали, что клетки, лишенные Clb5 и Clb6, резко снижают эффективность споруляции.

Взаимодействия

Sic1 Регламент

Уровни Clb5 и Clb6 высоки в начале S-фазы, хотя первоначально они повышаются в G1. После участия в делении клеток уровни циклина G1/S повышаются, связывают Cdk1 и немедленно образуют активные комплексы. Clb5 и Clb6 также экспрессируются и связываются с Cdk1, но неактивны на основании контроля со стороны Clb-специфического ингибитора Cdk1 Sic1 . ^{[ 1 ]} Комплексы G1/S циклин-Cdk способствуют разрушению Sic1 и позволяют активировать комплексы Clb5- и Clb6-Cdk1. ^{[ 1 ]}

Когда дрожжевая клетка проходит через G1, существует большой неактивный пул комплексов Clb5 и Clb6-Cdk1. После активации Clb5 и Clb6 могут стимулировать репликацию ДНК, но также фосфорилировать Sic1, направляя его на разрушение. ^{[ 1 ]} Таким образом, Clb5 и Clb6 участвуют в петле положительной обратной связи , способствуя собственной активации в этот период клеточного цикла. ^{[ 1 ]}

Взаимодействие с APC

Важным регуляторным событием во время G1 является инактивация комплекса, способствующего анафазе (APC-Cdh1) . ^{[ 1 ]} Активация Clb5 и Clb6 способствует инактивации APC-Cdh1, хотя полный механизм неясен. Предполагается, что Clb5 и Clb6 в некоторой степени устойчивы к деградации APC-Cdh1, поскольку они в первую очередь регулируются APC-Cdc20 . ^{[ 1 ]}

Мутации

Митоз

Существуют определенные точки начала репликации , которые активируются либо на ранней, либо на поздней стадии клеточного цикла. Направленные мутационные исследования, нацеленные на гены, кодирующие Clb5 и Clb6, показали, что оба могут активировать источники, обычно реплицируемые на ранних стадиях клеточного цикла, но только Clb5 может активировать источники на поздних стадиях. В клетках без Clb5 S-фаза удлиняется, потому что источники поздней стадии должны реплицироваться посредством постепенного распространения репликационных вилок, а не репликации, стимулируемой Clb5. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Клетки без Clb6 практически не имеют фенотипических изменений, поскольку Clb5 может активировать оба типа происхождения. ^{[ 4 ]} У двойных мутантов по Clb5 и Clb6 начало S-фазы (а не по ее длине) значительно задерживается, но в конечном итоге происходит как побочный результат накопления других митотических циклинов (Clb1-4). ^{[ 4 ]} Длина S-фазы у этих двойных мутантов нормальная. ^{[ 2 ]}

Мейоз

Подобные исследования показали значительную разницу между прогрессированием митоза и мейоза в клетках, лишенных Clb5 или Clb6, прежде всего то, что S-фаза мейоза не может происходить должным образом без Clb5. Эти мутантные клетки отделяют свою нереплицированную ДНК, что является летальным, и не могут активировать MEC1 -ДНК М-фазы контрольную точку , которая обычно ингибирует развитие клеточного цикла, если ДНК не реплицируется. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} Неспособность Clb1-4 компенсировать отсутствие активности Clb5 потенциально может быть объяснена аргументами времени и накопления. Согласно этой гипотезе, концентрации циклина должны расти и накапливаться, чтобы перейти к следующей стадии клеточного цикла. При митотическом росте уровни Clb1-4 повышаются сразу после уровней Clb5 и Clb6, что обеспечивает быстрое накопление. При мейотическом росте интервал до повышения уровней Clb1-4 после экспрессии Clb5 и Clb6 удлиняется, что дает меньше времени для накопления и, как следствие, высокие уровни, необходимые для восстановления. ^{[ 3 ]} Существуют также доказательства того, что мутантные клетки Clb5 с меньшей вероятностью будут иметь рекомбинации ДНК из- за двухцепочечных разрывов (DSB), что может быть побочным эффектом регуляции Clb5. ^{[ 5 ]}

Различия между Clb5 и Clb6

Между этими двумя циклинами существуют «тонкие и плохо изученные» функциональные различия. ^{[ 1 ]} Clb5 активирует начало репликации ранней и поздней фазы, тогда как Clb6 активирует только начало поздней фазы. Функционально Clb5 также имеет коробку митотической деструкции, которая участвует в различных протеолитических функциях. Также было показано, что Clb5 спасает тройные мутанты Cln1-3, что является уникальным среди дрожжевых циклинов B-типа. ^{[ 4 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Морган, DO (2007) «Клеточный цикл: принципы контроля», Oxford University Press.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Швоб, Э. и К. Нэсмит (1993). «CLB5 и CLB6, новая пара B-циклинов, участвующих в репликации ДНК у Saccharomyces cerevisiae». Гены и развитие 7(7a): 1160.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Стюарт Д. и К. Виттенберг (1998). «CLB5 и CLB6 необходимы для премейотической репликации ДНК и активации мейотической контрольной точки S/M». Гены и развитие 12 (17): 2698.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Эпштейн, CB и FR Cross (1992). «CLB5: новый циклин B из почкующихся дрожжей, участвующий в S-фазе». Гены и развитие 6 (9): 1695.
^ Смит, К.Н., А. Пенкнер и др. (2001). «Цикины B-типа CLB5 и CLB6 контролируют инициацию рекомбинации и образование синаптонемных комплексов в мейозе дрожжей». Текущая биология 11 (2): 88-97.

[Morgan-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Морган, DO (2007) «Клеточный цикл: принципы контроля», Oxford University Press.

[SE-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Швоб, Э. и К. Нэсмит (1993). «CLB5 и CLB6, новая пара B-циклинов, участвующих в репликации ДНК у Saccharomyces cerevisiae». Гены и развитие 7(7a): 1160.

[Stuart-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Стюарт Д. и К. Виттенберг (1998). «CLB5 и CLB6 необходимы для премейотической репликации ДНК и активации мейотической контрольной точки S/M». Гены и развитие 12 (17): 2698.

[Epstein-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Эпштейн, CB и FR Cross (1992). «CLB5: новый циклин B из почкующихся дрожжей, участвующий в S-фазе». Гены и развитие 6 (9): 1695.

[5] Смит, К.Н., А. Пенкнер и др. (2001). «Цикины B-типа CLB5 и CLB6 контролируют инициацию рекомбинации и образование синаптонемных комплексов в мейозе дрожжей». Текущая биология 11 (2): 88-97.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]