CDK-kinase

CDK-kinase aktiverer cyclin-CDK komplekset ved phosphorylering threoninrest 160 i CDK aktiveringssløjfen. CAK selv er medlem af CDK familie og fungerer som en positiv regulator af Cdk1, Cdk2, Cdk4 og Cdk6.

Katalytisk aktivitet

Cdk aktivering kræver to trin. For det første skal cyclin binde til CDK. I det andet trin, skal CAK phosphorylere cyclin-Cdk kompleks på threoninresten 160, som er beliggende i CDK aktivering segment. Da Cdk'er skal være fri for Cdk inhibitorproteiner og forbundet med cycliner for at blive aktiveret, CAK aktivitet anses for at være indirekte reguleret af cycliner.

Phosphorylering er generelt betragtet som en reversibel modifikation bruges til at ændre enzymaktivitet i forskellige forhold. Men aktivering phosphorylering af Cdk af CAK synes at være en undtagelse fra denne tendens. Faktisk CAK aktivitet fortsat høj i hele cellecyklus og er ikke reguleret af nogen kendt celle-cyklus kontrolmekanisme. Men sammenlignet med normale celler, er CAK aktivitet reduceres i hvilende celler G0 og let forhøjede i tumorceller.

I pattedyr, kan aktivere phosphorylering med CAK kun ske, når valsens er bundet. I spirende gær, aktivering phosphorylering med CAK kan finde sted før cyclin binding. I både mennesker og gær, cyclin binding er det hastighedsbegrænsende trin i aktiveringen af ​​Cdk. Derfor er phosphorylering af Cdk af CAK betragtes som en post-translationel modifikation, som er nødvendig for enzymaktivitet. Selv om aktivering phosphorylering med CAK ikke udnyttes til regulering cellecyklen formål, det er en særdeles konserveret proces, fordi CAK også regulerer transkription.

Orthologer

CAK varierer dramatisk i forskellige arter. I hvirveldyr og Drosophilia, CAK er en trimert protein kompleks bestående af Cdk7, cyclinH og MAT1. Den Cdk7 underenheden er ansvarlig for aktivering Cdk mens MAT1 underenheden er ansvarlig for transkription. Den CAK trimer kan være phosphoryleret på aktivering segment af Cdk7 underenhed. Men i modsætning til andre Cdk'er Dette phosphorylering måske ikke være afgørende for CAK aktivitet. I nærvær af MAT1, betyder aktivering af CAK ikke kræver phosphorylering af aktiveringen segment. Men i fravær af MAT1, er phosphorylering af aktiveringen segment kræves til CAK aktivitet.

I hvirveldyr, CAK lokaliserer til nucleus. Dette antyder, at CAK ikke kun er involveret i reguleringen celle-cyklus, men er også involveret i transskription. Faktisk Cdk7 underenheden af ​​hvirveldyr CAK phosphorylerer adskillige komponenter i det transkriptionelle maskineri.

I knopskydende gær, CAK er et monomert protein kinase og omtales som Cak1. Cak1 er fjernt homologt til Cdk'er. Cak1 lokaliserer til cytoplasmaet og er ansvarlig for Cdk aktivering. Knopskydende gær Cdk7 homolog, Kin28, ikke har CAK aktivitet.

Fission gær har to CAKs med både overlappende og specialiserede funktioner. Den første CAK er et kompleks af Msc6 og MSC2. Den Msc6 og MSC2 komplekset er relateret til vertebrat Cdk7-cyclinH kompleks. Msc6 og MSC2 kompleks aktiverer ikke kun cellecyklus Cdk'er men også regulerer genekspression, fordi det er en del af transskription faktor TFIIH. Den anden fission gær CAK, Csk1, er en ortolog af spirende gær Cak1. Csk1 kan aktivere Cdk'er men er ikke afgørende for CDK-aktivitet.

Tabel over Cdk-aktiverende kinaser
/> Tak til: Oxford University Press "Morgan: The Cell Cycle"

Cdkactivation
/> Tak til: Oxford University Press "Morgan: The Cell Cycle"

Struktur

Den konformation af Cdk2 aktive site ændrer dramatisk på cyklin binding og CAK fosforylering. Det aktive sted i Cdk2 ligger i en kløft mellem de to kamre af kinase. ATP binder dybt inde i kløft og phosphat er orienteret udad. Proteinsubstrater binder til indgangen af ​​det aktive sitekløften.

I sin inaktive form, kan Cdk2 ikke binder substrat fordi indgangen af ​​dets aktive site er blokeret af T-sløjfe. Inaktiv Cdk2 har også en misoriented ATP-bindingssted. Når Cdk2 er inaktiv, den lille L12 helix skubber store PSTAIRE helix udad. Den PSTAIRE helix indeholder en rest, glutamat 51, som er vigtig for placering af ATP fosfater.

Når cyclinA binder flere konformationsændringer finde sted. T-sløjfen bevæger sig ud af aktive sted indgangen og ikke længere blokerer substratbindingsstedet. De PSTAIRE helix bevæger sig i. Den L12 helix bliver en beta-streng. Dette giver glutamat 51 at interagere med lysin 33. aspartat 145 også skifter position. Disse strukturelle ændringer tillader sammen ATP fosfater til at binde korrekt.

Når CAK phosphorylerer Cdk s threonin residue160, T-sløjfen flader og interagerer tættere med cyklin A. Phosphorylering giver også Cdk at interagere mere effektivt med substrater, der indeholder SPXK sekvens. Phosphorylering øger også aktiviteten af ​​cyclinA-Cdk2 kompleks. Forskellige cycliner producerer forskellige kropsbygning ændringer i Cdk.

Billede Link - Strukturel Grundlag for Cdk Aktivering
/> Tak til: Oxford University Press "Morgan: The Cell Cycle"

Yderligere funktioner

Ud over aktivering Cdk'er, CAK også regulerer transkription. To former af CAK er blevet identificeret: fri CAK og tilhørende CAK. Gratis CAK er kvantitativt dominerende i forhold til forbundet CAK. Gratis CAK phosphorylerer Cdk'er og er involveret i reguleringen celle cyklus. Associated CAK er en del af det generelle transskription faktor TFIIH. CAK forbundet med TFIIH phosphorylerer proteiner involveret i transkription, herunder RNA-polymerase II. Mere specifikt er forbundet CAK involveret i promotor clearance og progression af transkription fra preinitiation til indledende fase.

I hvirveldyr, det trimere CAK komplekset er ansvarlig for transskription regulering. I knopskydende gær, i Cdk7 homolog Kin28, regulerer transkription. I fission gær, i Msc6 MSC2 kompleks styrer basal gentranskription.

Ud over at regulere transkription, CAK øger også transskription ved phosphorylering retinsyre og østrogen-receptorer. Phosphorylering af disse receptorer fører til øget ekspression af målgener. I leukæmiceller, hvor DNA er beskadiget, er CAK evne til at phosphorylere retinoinsyre og østrogenreceptorer faldet. Nedsat CAK aktivitet skaber en feedback-loop, som slukker TFIIH aktivitet.

CAK spiller også en rolle i DNA-skade respons. Aktiviteten af ​​CAK forbundet med TFIIH falder, når DNA beskadiges af UV-bestråling. Hæmning af CAK forhindrer cellecyklus fremgang. Denne mekanisme sikrer nøjagtigheden af ​​kromosom transmission.

  0   0
Forrige artikel 2012 EM i curling
Næste artikel Constitution Act 1986

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha