| ซีดีเค1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ตัวระบุ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| นามแฝง | CDK1 , CDC2, CDC28A, P34CDC2, ไซคลินดีเพนเดนต์ไคเนส 1, ไซคลินดีเพนเดนต์ไคเนส 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| รหัสภายนอก | โอมิม : 116940; เอ็มจีไอ : 88351; โฮโมโลยีน : 68203; GeneCards : CDK1; OMA :CDK1 - ออร์โธล็อก | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| วิกิเดตา | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ไซคลินดีเพนเดนต์ไคเนส 1หรือที่รู้จักกันในชื่อCDK1หรือโฮโมล็อกโปรตีนวงจรการแบ่งเซลล์ 2เป็นโปรตีน ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสูง ทำหน้าที่เป็นโปรตีนไคเนสเซอรีน/ทรีโอนีนและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมวัฏจักรเซลล์โปรตีนนี้ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อS. cerevisiaeและยีสต์ฟิชชันS. pombeซึ่งถูกเข้ารหัสโดยยีน cdc28และ cdc2 ตามลำดับด้วยไซคลินที่เป็นคู่กัน Cdk1 จะสร้างสารเชิงซ้อนที่ฟอสโฟรีเลต สารตั้งต้น เป้าหมายที่หลากหลาย (พบมากกว่า 75 ชนิดในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อ) การฟอสโฟรีเลตของโปรตีนเหล่านี้นำไปสู่ความก้าวหน้าของวัฏจักรเซลล์
โครงสร้าง
Cdk1 เป็นโปรตีนขนาดเล็ก (ประมาณ 34 กิโลดาลตัน) และมีการอนุรักษ์ไว้สูงCDK1 ซึ่งเป็นโฮโมล็อกของมนุษย์ มีความเหมือนกันของกรดอะมิโนประมาณ 63% กับโฮโมล็อกของยีสต์ นอกจากนี้CDK1 ของมนุษย์ ยังสามารถช่วยยีสต์ฟิชชันที่มีการกลายพันธุ์cdc2 ได้ Cdk1 ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมทีฟโปรตีนไคเนสเปล่า ซึ่งโปรตีนไคเนสอื่นๆ มีร่วมกัน เช่นเดียวกับไคเนสอื่นๆ Cdk1 มีรอยแยกที่ATPเข้าจับ ซับสเตรตของ Cdk1 จะจับใกล้กับปากรอยแยก และกาก Cdk1 จะเร่งปฏิกิริยาพันธะโควาเลนต์ของγ-ฟอสเฟตกับออกซิเจนของไฮดรอกซิลเซอรีน/ทรีโอนีนของซับสเตรต
นอกจากแกนเร่งปฏิกิริยานี้แล้ว Cdk1 เช่นเดียวกับไซคลิน-ดีเพนเดนต์ไคเนส อื่นๆ ยังมี T-loop ซึ่งในกรณีที่ไม่มีไซคลินที่ทำหน้าที่โต้ตอบ จะป้องกันไม่ให้ซับสเตรตจับกับตำแหน่งแอคทีฟของ Cdk1 นอกจากนี้ Cdk1 ยังมีเฮลิกซ์ PSTAIRE ซึ่งเมื่อไซคลินจับกับตำแหน่งแอคทีฟ จะย้ายและจัดเรียงตำแหน่งแอคทีฟใหม่ เอื้อต่อกิจกรรมของไคเนส Cdk1
การทำงาน
เมื่อจับกับคู่ไซคลิน การฟอสโฟรีเลชันของ Cdk1 จะนำไปสู่ความก้าวหน้าของวัฏจักรเซลล์ กิจกรรมของ Cdk1 เป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดในS. cerevisiaeดังนั้นจึงได้อธิบายกิจกรรมของ Cdk1 ใน S. cerevisiaeไว้ที่นี่
ในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อ การเข้าสู่วัฏจักรเซลล์เริ่มต้นถูกควบคุมโดยคอมเพล็กซ์ควบคุมสองชนิด ได้แก่ SBF (SCB-binding factor) และ MBF (MCB-binding factor) คอมเพล็กซ์ทั้งสองนี้ควบคุมการถอดรหัสยีน G 1 /S แต่โดยปกติแล้วจะไม่ได้ทำงาน SBF ถูกยับยั้งโดยโปรตีนWhi5แต่เมื่อถูกฟอสโฟรีเลตโดย Cln3-Cdk1 Whi5จะถูกขับออกจากนิวเคลียส ทำให้สามารถถอดรหัสเรกุลอน G 1 /S ได้ ซึ่งรวมถึงไซคลิน G 1 /S Cln1,2 กิจกรรมของไซคลิน-Cdk1 G 1 /S นำไปสู่การเตรียมการเข้าสู่เฟส S (เช่น การเพิ่มจำนวนของเซนโทรเมียร์หรือสปินเดิลโพลบอดี) และการเพิ่มขึ้นของไซคลิน S (Clb5,6 ในS. cerevisiae ) คอมเพล็กซ์ Clb5,6-Cdk1 นำไปสู่การเริ่มต้นจุดกำเนิดการจำลองแบบโดยตรงอย่างไรก็ตาม พวกมันถูกยับยั้งโดยSic1ซึ่งป้องกันการเริ่มต้นระยะ S ก่อนกำหนด
กิจกรรมของคอมเพล็กซ์ Cln1,2 และ/หรือ Clb5,6-Cdk1 นำไปสู่การลดลงอย่างกะทันหันของระดับ Sic1 ซึ่งทำให้เฟส S เข้าสู่ตำแหน่งที่สอดคล้องกัน สุดท้าย การฟอสโฟรีเลชันโดยไซคลิน M (เช่น Clb1, 2, 3 และ 4) ที่เกิดร่วมกับ Cdk1 นำไปสู่การประกอบสปินเดิลและการจัดเรียงตัวของโครมาทิดพี่น้อง การฟอสโฟรีเลชันของ Cdk1 ยังนำไปสู่การกระตุ้นการทำงานของยูบิควิติน-โปรตีนลิเกส APC ซึ่งเป็นการกระตุ้นที่ทำให้เกิดการแยกตัวของโครมาทิด และยิ่งไปกว่านั้น ไซคลินเฟส M จะถูกย่อยสลาย การทำลายไซคลิน M นี้นำไปสู่ขั้นตอนสุดท้ายของไมโทซิส (เช่น การถอดสปินเดิล การออกจากไมโทซิส)
ระเบียบข้อบังคับ
เนื่องจากมีบทบาทสำคัญในการดำเนินไปของวัฏจักรเซลล์ Cdk1 จึงถูกควบคุมอย่างเข้มงวด เห็นได้ชัดว่า Cdk1 ถูกควบคุมโดยการจับกับไซคลินคู่ของมัน การจับกับไซคลินจะเปลี่ยนการเข้าถึงตำแหน่งแอคทีฟของ Cdk1 ทำให้ Cdk1 สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ไซคลินยังทำให้กิจกรรมของ Cdk1 มีความจำเพาะเจาะจง ไซคลินอย่างน้อยบางชนิดมีแผ่นไฮโดรโฟบิกซึ่งอาจทำปฏิกิริยากับสารตั้งต้นโดยตรง ทำให้มีความจำเพาะเจาะจงต่อเป้าหมาย นอกจากนี้ ไซคลินยังสามารถกำหนดเป้าหมายของ Cdk1 ไปยังตำแหน่งย่อยของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงได้
นอกจากการควบคุมโดยไซคลินแล้ว Cdk1 ยังถูกควบคุมโดยการฟอสโฟรีเลชัน ไทโรซีนที่อนุรักษ์ไว้ (Tyr15 ในมนุษย์) นำไปสู่การยับยั้ง Cdk1 ซึ่งเชื่อว่าการฟอสโฟรีเลชันนี้จะเปลี่ยนทิศทางของ ATP ทำให้การทำงานของไคเนสไม่มีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ใน S. pombe การสังเคราะห์ดีเอ็นเอที่ไม่สมบูรณ์อาจนำไปสู่การคงตัวของการฟอสโฟรีเลชันนี้ ซึ่งป้องกันการดำเนินไปของไมโทซิส[ Wee1ซึ่งอนุรักษ์ไว้ในยูคาริโอตทั้งหมดจะฟอสโฟรีเลชัน Tyr15 ในขณะที่สมาชิกของตระกูล Cdc25 คือฟอสฟาเตส ซึ่งต่อต้านกิจกรรมนี้ เชื่อว่าความสมดุลระหว่างทั้งสองนี้จะช่วยควบคุมการดำเนินไปของวัฏจักรเซลล์Wee1ถูกควบคุมโดย Cdr1, Cdr2 และPom1
คอมเพล็กซ์ Cdk1-cyclin ถูกควบคุมโดยการจับโดยตรงของโปรตีนยับยั้ง Cdk (CKI) โปรตีนชนิดหนึ่งที่ได้กล่าวถึงไปแล้วคือ Sic1 Sic1 เป็นสารยับยั้งสโตอิชิโอเมตริกที่จับโดยตรงกับคอมเพล็กซ์ Clb5,6-Cdk1 เชื่อว่าการฟอสโฟรีเลชันแบบหลายไซต์โดย Cdk1-Cln1/2 ของ Sic1 เป็นตัวกำหนดเวลาการยูบิควิทิเนชันและการทำลายของ Sic1 และโดยนัยแล้วคือกำหนดเวลาการเข้าสู่เฟส S กิจกรรมของ Clb5,6 จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อการยับยั้ง Sic1 ถูกเอาชนะแล้ว และการเริ่มต้นของเฟส S จึงจะเริ่มขึ้นได้
การโต้ตอบ
Cdk1 ได้รับการแสดงให้เห็นว่าสามารถโต้ตอบกับ:
- บีซีแอล2 ,
- ซีซีเอ็นบี1 ,
- ซีซีเอ็นอี1 ,
- ซีดีเคเอ็น3
- ดีเอบี2 ,
- ฟานซีซี ,
- GADD45A ,
- LATS1 ,
- ลิน ,
- P53 , และ
- ยูบีซี .
ดูเพิ่มเติม
มาสทล
อ่านเพิ่มเติม
- Draetta G, Eckstein J (เมษายน 1997). "Cdc25 protein phosphatases in cell proliferation". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer . 1332 (2): M53 – M63 . doi :10.1016/S0304-419X(96)00049-2. PMID 9141461
- Kino T, Pavlakis GN (เมษายน 2547). "โมเลกุลคู่ของโปรตีนเสริม Vpr ของไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องชนิดที่ 1". DNA and Cell Biology . 23 (4): 193– 205. doi :10.1089/104454904773819789. PMID 15142377.
- Kino T, Chrousos GP (มิถุนายน 2547). "โปรตีนเสริม Vpr ของไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องชนิดที่ 1: สาเหตุของภาวะดื้ออินซูลิน/ภาวะไขมันสะสมในเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับโรคเอดส์?". วารสารของสถาบันวิทยาศาสตร์นิวยอร์ก . 1024 (1): 153– 167. Bibcode :2004NYASA1024..153K. doi :10.1196/annals.1321.013. PMID 15265780. S2CID 23655886.
- Zhao LJ, Zhu H (ธันวาคม 2547). "โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนควบคุมเสริม Vpr ของ HIV-1: เบาะแสใหม่ในการออกแบบยา" Current Drug Targets. ความผิดปกติทางภูมิคุ้มกัน ต่อมไร้ท่อ และเมแทบอลิซึม . 4 (4): 265–275 . doi :10.2174/1568008043339668. PMID 15578977.
- Le Rouzic E, Benichou S (กุมภาพันธ์ 2548). "โปรตีน Vpr จาก HIV-1: บทบาทที่แตกต่างกันตลอดวงจรชีวิตของไวรัส". Retrovirology . 2 11. doi : 10.1186/1742-4690-2-11 . PMC 554975 . PMID 15725353.
- Zhao RY, Elder RT (มีนาคม 2548). "การติดเชื้อไวรัสและการควบคุม G2/M ของวัฏจักรเซลล์" Cell Research . 15 (3): 143– 149. doi : 10.1038/sj.cr.7290279 . PMID 15780175.
- Zhao RY, Bukrinsky M, Elder RT (เมษายน 2548). "การตอบสนองของโปรตีนไวรัส HIV-1 R (Vpr) และเซลล์โฮสต์" วารสารวิจัยการแพทย์อินเดีย . 121 (4): 270–286 . PMID 15817944
- Kaldis P, Aleem E (พฤศจิกายน 2548). "การแข่งขันระหว่างวัฏจักรเซลล์: Cdc2 เทียบกับ Cdk2". Cell Cycle . 4 (11): 1491– 1494. doi : 10.4161/cc.4.11.2124 . PMID 16258277.
- Li L, Li HS, Pauza CD, Bukrinsky M, Zhao RY (2006). "บทบาทของโปรตีนเสริม HIV-1 ในกระบวนการก่อโรคไวรัสและปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับเชื้อก่อโรค" Cell Research . 15 ( 11–12 ): 923–934 . doi : 10.1038/sj.cr.7290370 . PMID 16354571.
- Rietbrock N, Keller F (กรกฎาคม 1977) "[ความพร้อมทางชีววิทยาและผลของยา "รอบที่ 1"]" ฟอร์ชริตเทอ เดอร์ เมดิซิน95 (28): 1765–6 , 1774–80 . PMID 914146.
- Azzi L, Meijer L, Reed SI, Pidikiti R, Tung HY (กุมภาพันธ์ 1992). "ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนควบคุมวัฏจักรเซลล์ p34cdc2 และ p9CKShs2 หลักฐานสำหรับโดเมนการจับที่ร่วมมือกันสองโดเมนใน p9CKShs2" วารสารชีวเคมียุโรป . 203 (3): 353–360 . doi : 10.1111/j.1432-1033.1992.tb16557.x . PMID 1310466
- Dutta A, Stillman B (มิถุนายน 1992). "ไคเนสของตระกูล cdc2 ฟอสโฟรีเลตปัจจัยการจำลองดีเอ็นเอของเซลล์มนุษย์ (RPA) และกระตุ้นการจำลองดีเอ็นเอ". The EMBO Journal . 11 (6): 2189– 2199. doi :10.1002/j.1460-2075.1992.tb05278.x. PMC 556686 . PMID 1318195.
- Koff A, Giordano A, Desai D, Yamashita K, Harper JW, Elledge S และคณะ (กันยายน 1992). "การก่อตัวและการกระตุ้นของคอมเพล็กซ์ไซคลิน E-cdk2 ในระยะ G1 ของวัฏจักรเซลล์มนุษย์". Science . 257 (5077): 1689– 1694. Bibcode :1992Sci...257.1689K. doi :10.1126/science.1388288. PMID 1388288.
- Russo GL, Vandenberg MT, Yu IJ, Bae YS, Franza BR, Marshak DR (ตุลาคม 1992). "Casein kinase II phosphorylates p34cdc2 kinase ในระยะ G1 ของวัฏจักรการแบ่งเซลล์ HeLa". วารสารเคมีชีวภาพ . 267 (28): 20317– 20325. doi : 10.1016/S0021-9258(19)88704-5 . PMID 1400350.
- Rubinfeld B, Crosier WJ, Albert I, Conroy L, Clark R, McCormick F และคณะ (ตุลาคม 1992). "การระบุตำแหน่งของโดเมนเร่งปฏิกิริยา rap1GAP และตำแหน่งของฟอสโฟรีเลชันโดยการวิเคราะห์การกลายพันธุ์" ชีววิทยาโมเลกุลและเซลล์ . 12 (10): 4634– 4642. doi :10.1128/MCB.12.10.4634. PMC 360390 . PMID 1406653.
- van der Sluijs P, Hull M, Huber LA, Mâle P, Goud B, Mellman I (ธันวาคม 1992). "การฟอสโฟรีเลชัน-ดีฟอสโฟรีเลชันแบบผันกลับได้กำหนดตำแหน่งของ rab4 ในระหว่างวัฏจักรเซลล์". วารสาร EMBO . 11 (12): 4379– 4389. doi :10.1002/j.1460-2075.1992.tb05538.x. PMC 557012 . PMID 1425574.
- Seth A, Alvarez E, Gupta S, Davis RJ (ธันวาคม 1991). "ตำแหน่งฟอสโฟรีเลชันที่ตั้งอยู่ในโดเมนปลาย NH2 ของ c-Myc เพิ่มการกระตุ้นการแสดงออกของยีน". วารสารเคมีชีวภาพ . 266 (35): 23521– 23524. doi : 10.1016/S0021-9258(18)54312-X . PMID 1748630.
- Lees JA, Buchkovich KJ, Marshak DR, Anderson CW, Harlow E (ธันวาคม 1991). "โปรตีนเรติโนบลาสโตมาถูกฟอสโฟรีเลตที่หลายตำแหน่งโดย cdc2 ของมนุษย์" วารสาร EMBO . 10 (13): 4279– 4290. doi :10.1002/j.1460-2075.1991.tb05006.x. PMC 453181 . PMID 1756735
- Nazarenko SA, Ostroverhova NV, Spurr NK (กันยายน 1991). "การกำหนดยีนควบคุมวัฏจักรเซลล์ของมนุษย์ CDC2 ในระดับภูมิภาคให้กับโครโมโซม 10q21 โดยการผสมพันธุ์แบบ in situ" Human Genetics . 87 (5): 621– 622. doi :10.1007/BF00209025. PMID 1916766. S2CID 25673088.
- Nissen MS, Langan TA, Reeves R (ตุลาคม 1991). "การฟอสโฟรีเลชันโดย cdc2 kinase ปรับเปลี่ยนกิจกรรมการจับ DNA ของโปรตีนโครมาติน nonhistone group I ที่มีความคล่องตัวสูง". วารสารเคมีชีวภาพ . 266 (30): 19945– 19952. doi : 10.1016/S0021-9258(18)54874-2 . PMID 1939057.
ลิงค์ภายนอก
