วี1
โครงสร้างผลึกของโปรตีน Wee1 ในมนุษย์
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	โปรตีนไคเนสยับยั้งการแบ่งเซลล์ Wee1
สัญลักษณ์ทางเลือก	โปรตีนไคเนสที่มีความจำเพาะสองด้าน Wee1
ยีน NCBI	2539123
ยูนิโปรท	พี07527
ข้อมูลอื่นๆ
หมายเลข EC	2.7.11.1
ค้นหา โครงสร้าง แบบจำลองสวิส โดเมน อินเตอร์โปร

Wee1เป็นไคเนส ในนิวเคลียส ที่อยู่ในตระกูล Ser/Thrของโปรตีนไคเนสในยีสต์แบ่งตัวSchizosaccharomyces pombe ( S. pombe ) Wee1 มีมวลโมเลกุล 96 kDaและเป็นตัวควบคุมหลักของการดำเนินไป ของ วงจรเซลล์^{[ 1 ]} 

มันส่งผลต่อขนาดของเซลล์โดยการยับยั้งการเข้าสู่ระยะไมโทซิสผ่านการยับยั้งCdk1 Wee1 มีโปรตีนที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกมากมาย รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

การควบคุมขนาดเซลล์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของเซลล์ นอกจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น สารอาหาร ปัจจัยการเจริญเติบโต และภาระการทำงานแล้ว ขนาดของเซลล์ยังถูกควบคุมโดยจุดตรวจสอบขนาดเซลล์อีกด้วย

Wee1 เป็นส่วนประกอบหนึ่งของกลไกควบคุมการแบ่งเซลล์นี้ มันเป็นเอนไซม์ไคเนสที่กำหนดช่วงเวลาของการเข้าสู่ระยะไมโทซิส ซึ่งส่งผลต่อขนาดของเซลล์ลูก การสูญเสียการทำงานของ Wee1 จะทำให้เซลล์ลูกมีขนาดเล็กกว่าปกติ เนื่องจากกระบวนการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นก่อนกำหนด

ชื่อนี้มาจาก คำ ในภาษาถิ่นสกอตแลนด์ ว่า wee ซึ่งหมายถึงเล็ก - ผู้ค้นพบคือPaul Nurseซึ่งทำงานอยู่ที่มหาวิทยาลัย Edinburgh ในสกอตแลนด์ในขณะที่ค้นพบ^{[ 2 ] [ 3 ]}

การค้นพบยีน Wee1 ได้รับการยกย่องให้แก่ Paul Nurse ซึ่งเป็นผู้ระบุยีนนี้เป็นครั้งแรกในยีสต์ฟิชชัน (Schizosaccharomyces pombe) ในปี 1978 ในการทดลองเบื้องต้น Nurse ได้แสดงให้เห็นว่า Wee1 เป็นตัวควบคุมเชิงลบของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส โดยที่กิจกรรมของ Wee1+ มีความสำคัญในการป้องกันการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสก่อนกำหนดในเซลล์ยีสต์ Cdc25+ (ตัวกระตุ้นการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส) และการแสดงออกของ Wee1+ ที่เพิ่มขึ้นสามารถชะลอการดำเนินไปของวงจรเซลล์ได้จนกระทั่งเซลล์มีขนาดใหญ่ขึ้น^{[ 4 ]}จากข้อมูลนี้ Nurse ร่วมกับ Pierre Thuriaux ได้วิเคราะห์ Wee mutants จำนวน 52 ตัวที่กำลังแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส – ตัวที่ขาด Wee1 นั้นมีขนาดเล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน การวิเคราะห์ของพวกเขานำไปสู่แบบจำลอง (ซึ่งต่อมาได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นจริง) ที่ Wee1 เป็นตัวยับยั้ง Cdc2 ที่ขึ้นอยู่กับปริมาณ ซึ่งกิจกรรมของ Cdc2 นั้นจำเป็นสำหรับการเข้าสู่ระยะ M ของเซลล์^{[ 5 ] [ 3 ]}จากผลการค้นพบเหล่านี้และการมีส่วนร่วมต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการควบคุมวงจรเซลล์ ทำให้ Nurse ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์หรือสรีรวิทยาในปี 2001 (ร่วมกับ Lee Hartwell และ Tim Hunt) ^{[ 6 ]}

Wee1 เป็นส่วนหนึ่งของตระกูลโปรตีนไคเนสเซริน/ทรีโอนีน 3 ชนิด ได้แก่ Wee1 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ WEE1A), PKMYT1 และ Wee2 (WEE1B) ^{[ 7 ]}ไคเนสทั้งสามชนิดนี้มีลำดับที่คล้ายคลึงกันในโดเมนไคเนสของพวกมัน แต่แสดงความแตกต่างในตำแหน่งที่ตั้ง การควบคุม และรูปแบบการกระตุ้น PKMYT1 เป็นเพียงชนิดเดียวในสามชนิดที่ไม่พบในนิวเคลียสโดยทั่วไป แต่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและกอลจิแอพพาราตัส^{[ 8 ]}และในขณะที่ Wee1 และ PKMYT1 ต่างก็มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเข้าสู่ไมโทซิส (เช่น ทำงานร่วมกันเพื่อยับยั้ง Cdk1 ขณะที่มันเคลื่อนที่เข้า/ออกจากนิวเคลียสของเซลล์) WEE1B ถูกค้นพบครั้งแรกในโอโอไซต์ของ Xenopus และมีการทำงานมากที่สุดที่จุดออกของเมตาเฟส II ของไมโอซิสก่อนการปฏิสนธิ^{[ 7 ] [ 9 ]}นอกจากนี้ WEE1B ยังไม่ได้รับการวิจัยมากนักในสาขาเนื้องอกวิทยาเมื่อเทียบกับสมาชิกในกลุ่มเดียวกัน (ซึ่งทั้งสองมีบทบาทที่เข้าใจได้ดีกว่าในการพัฒนามะเร็ง) เนื่องจากดูเหมือนว่าจะไม่มีหลักฐานสนับสนุนบทบาทของ WEE1B ในการเกิดเนื้องอกมากนัก

Wee1 ยับยั้งCdk1โดยการฟอสโฟรีเลตที่ตำแหน่งสองแห่งที่แตกต่างกัน คือ Tyr15 และ Thr14 ^{[ 10 ]} Cdk1 มีความสำคัญต่อการผ่านจุดตรวจสอบวงจรเซลล์ต่างๆ ที่ขึ้นอยู่กับไซคลิน อย่างน้อยที่สุดมีจุดตรวจสอบสามจุดที่การยับยั้ง Cdk1 โดย Wee1 มีความสำคัญ:

• จุดตรวจสอบ G2/M : Wee1 ฟอสโฟรีเลตกรดอะมิโน Tyr15 และ Thr14 ของ Cdk1 ซึ่งทำให้กิจกรรมไคเนสของ Cdk1 อยู่ในระดับต่ำและป้องกันการเข้าสู่ไมโทซิสในS.  pombeการเจริญเติบโตของเซลล์ต่อไปสามารถเกิดขึ้นได้ การปิดใช้งาน Cdk1 ที่เกิดจาก Wee1 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความไวสูง มากอันเป็น ผลมาจากการแข่งขันของสารตั้งต้น^{[ 11 ]}ในระหว่างการเข้าสู่ไมโทซิส กิจกรรมของ Wee1 จะลดลงโดยตัวควบคุมหลายตัว ดังนั้นกิจกรรมของ Cdk1 จึงเพิ่มขึ้น ในS. pombe , Pom1ซึ่งเป็นโปรตีนไคเนส จะอยู่บริเวณขั้วเซลล์ ซึ่งจะกระตุ้นเส้นทางที่ Cdr2 ยับยั้ง Wee1 ผ่านทาง Cdr1 Cdk1 เองจะควบคุม Wee1 ในเชิงลบโดยการฟอสโฟรีเลต ซึ่งนำไปสู่ลูปป้อนกลับเชิงบวก การลดลงของกิจกรรม Wee1 เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับการเข้าสู่ระยะไมโทซิส: จำเป็นต้องมีการสังเคราะห์ไซคลินและการฟอสโฟรีเลชันที่กระตุ้นโดยไคเนสที่กระตุ้น Cdk (CAK) ด้วย^{[ 12 ]}
• จุดตรวจสอบขนาดเซลล์: มีหลักฐานยืนยันการมีอยู่ของจุดตรวจสอบขนาดเซลล์ ซึ่งป้องกันไม่ให้เซลล์ขนาดเล็กเข้าสู่ระยะไมโทซิส Wee1 มีบทบาทในจุดตรวจสอบนี้โดยการประสานขนาดเซลล์และความก้าวหน้าของวงจรเซลล์^{[ 13 ]}
• จุดตรวจสอบความเสียหายของ DNA: จุดตรวจสอบนี้ยังควบคุมการเปลี่ยนผ่าน G2/M ด้วย ในS.  pombeจุดตรวจสอบนี้จะชะลอการเข้าสู่ไมโทซิสของเซลล์ที่มีความเสียหายของ DNA (เช่น ที่เกิดจากรังสีแกมมา ) การยืดระยะ G2 ขึ้นอยู่กับ Wee1; กลายพันธุ์ wee1จะไม่มีระยะ G2 ที่ยาวนานขึ้นหลังจากได้รับรังสีแกมมา^{[ 14 ]}

มีการรายงานถึงหน้าที่ทางเอพิเจเนติกของไคเนส Wee1 ด้วยเช่นกัน พบว่า Wee1 ทำหน้าที่ฟอสโฟรีเลตฮิสโตน H2B ที่ไทโรซีน 37 ซึ่งควบคุมการแสดงออกของฮิสโตนโดยรวม^{[ 15 ] [ 16 ]}

ยีน WEE1 มีโฮโมล็อกที่รู้จักกันสองชนิดในมนุษย์ ได้แก่ WEE1 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ WEE1A) และ WEE2 (WEE1B) โปรตีนที่เกี่ยวข้องคือโปรตีนไคเนสที่คล้ายกับ Wee1และโปรตีนไคเนสที่คล้ายกับ Wee1 2ซึ่งทำหน้าที่กับโฮโมล็อก Cdk1 ในมนุษย์คือCdk1

ยีนที่เทียบเคียงได้กับ Wee1 ในยีสต์Saccharomyces cerevisiaeเรียกว่า Swe1

ในS. pombeนั้น Wee1 จะถูกฟอสโฟรีเลตโดยCdk1และไซคลิน B ซึ่ง ประกอบกันเป็นปัจจัยส่งเสริมการเจริญเติบโต (MPF) ที่ส่งเสริมการเข้าสู่ไมโทซิส MPF จะถูกยับยั้งโดยการฟอสโฟรีเลตผ่าน Wee1 และถูกกระตุ้นโดยฟอสฟาเทสCdc25C Cdc25C จะถูกกระตุ้นโดยPolo kinaseและถูกยับยั้งโดยChk1 ^{[ 13 ]}ดังนั้นในS.  pombeการควบคุม Wee1 จึงอยู่ภายใต้การควบคุมของการฟอสโฟรีเลตผ่านเส้นทางของโพลาริตีไคเน ส Pom1ซึ่งรวมถึง Cdr2 และ Cdr1 เป็น หลัก ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

ในช่วงการเปลี่ยนผ่าน G2/M นั้น Cdk1 จะถูกกระตุ้นโดย Cdc25 ผ่านการดีฟอสโฟรีเลชันของ Tyr15 ในขณะเดียวกัน Wee1 จะถูกยับยั้งการทำงานผ่านการฟอสโฟรีเลชันที่ โดเมนเร่งปฏิกิริยา ปลาย Cโดย Nim1/Cdr1 ^{[ 19 ]}นอกจากนี้ MPF ที่ทำงานอยู่จะส่งเสริมกิจกรรมของตัวเองโดยการกระตุ้น Cdc25 และยับยั้งการทำงานของ Wee1 ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับเชิงบวกแม้ว่าสิ่งนี้จะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างละเอียดก็ตาม^{[ 13 ]}

ยูคาริโอตชั้นสูงควบคุม Wee1 ผ่านการฟอสโฟรีเลชันและการย่อยสลาย ในยูคาริโอต ชั้นสูง การปิดใช้งาน Wee1 เกิดขึ้นได้ทั้งโดยฟอสโฟรีเลชันและการย่อยสลาย [ ^{21 ] โปรตีน} คอมเพล็กซ์^{[ nb 1 ]} SCF ^β-TrCP1/2เป็นยูบิควิตินไลเกส E3 ที่ทำหน้าที่ในการยูบิควิตินเนชัน ของ Wee1Aไคเนสเฟส M Polo-like kinase (Plk1) และ Cdc2 ฟอสโฟรีเลตสารตกค้างซีรีนสองตำแหน่งใน Wee1A ซึ่งถูกจดจำโดย SCF ^β-TrCP1/ 2 ^{[ 22 ]}

ใน S. cerevisiae ไคเนสที่ขึ้นอยู่กับไซคลิน Cdc28 (โฮโมล็อกของ Cdk1) จะถูกฟอสโฟรีเลตโดย Swe1 (โฮโมล็อกของ Wee1) และถูกดีฟอสโฟรีเลตโดย Mih1 (โฮโมล็อกของ Cdc25) โฮโมล็อกของ Nim1/Cdr1 ใน S.  cerevisiaeคือ Hsl1 ร่วมกับไคเนสที่เกี่ยวข้องอย่าง Gin4 และ Kcc4 ทำให้ Swe1 อยู่บริเวณคอหน่อไคเนสที่เกี่ยวข้องกับคอหน่อ Cla4 และ Cdc5 (โฮโมล็อกของโพโลไคเนส) จะฟอสโฟรีเลต Swe1 ในระยะต่างๆ ของวงจรเซลล์ Swe1 ยังถูกฟอสโฟรีเลตโดย Clb2-Cdc28 ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับรู้สำหรับการฟอสโฟรีเลตเพิ่มเติมโดย Cdc5

โปรตีน Swe1 ของS.  cerevisiaeยังถูกควบคุมโดยการย่อยสลายด้วย Swe1 จะถูกฟอสโฟรีเลตมากเกินไปโดย Clb2-Cdc28 และ Cdc5 ซึ่งอาจเป็นสัญญาณสำหรับการยูบิควิตินเนชันและการย่อยสลายโดย คอมเพล็กซ์ยูบิควิตินไลเกส SCF E3 เช่นเดียวกับในยูคาริโอตชั้นสูง^{[ 23 ]}

ปัจจัยส่งเสริมการแบ่งเซลล์ MPF ยังควบคุมการตายของเซลล์ที่เกิดจากความเสียหายของ DNAด้วย การควบคุมเชิงลบของ MPF โดย WEE1 ทำให้เกิดการแบ่งเซลล์ที่ผิดปกติและทำให้เกิดความต้านทานต่อการตายของเซลล์ที่เกิดจากความเสียหายของ DNA ปัจจัยคล้าย Kruppel 2 (KLF2) ควบคุม WEE1 ของมนุษย์ในเชิงลบ จึงเพิ่มความไวต่อการตายของเซลล์ที่เกิดจากความเสียหายของ DNA ในเซลล์มะเร็ง^{[ 24 ]} 

Wee1 ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งการแบ่งเซลล์แบบขึ้นอยู่กับปริมาณ^{[ 35 ]}ดังนั้น ปริมาณโปรตีน Wee1 จึงสัมพันธ์กับขนาดของเซลล์:

ยีสต์ฟิชชันกลายพันธุ์wee1หรือเรียกอีกอย่างว่าwee1 ⁻จะแบ่งตัวเมื่อมีขนาดเซลล์เล็กกว่าเซลล์ปกติอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจาก Wee1 ยับยั้งการเข้าสู่ระยะไมโทซิส การขาด Wee1 จะนำไปสู่การแบ่งตัวก่อนกำหนดและขนาดเซลล์ที่ต่ำกว่าปกติ ในทางกลับกัน เมื่อการแสดงออกของ Wee1 เพิ่มขึ้น ไมโทซิสจะล่าช้าและเซลล์จะเติบโตจนมีขนาดใหญ่ก่อนที่จะแบ่งตัว

• โปรตีนไคเนสคล้ายวี1
• วงจรเซลล์