CDC20

CDC20
CDC20
사용 가능한 구조
PDBOrtholog 검색: PDBe RCSB
식별자
에일리어스CDC20, CDC20A, bA276H19.3, p55CDC, 세포분열사이클 20
외부 IDOMIM : 603618 MGI : 1859866 HomoloGene : 37459 GenCard : CDC20
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

991

107995

앙상블

ENSG00000117399

ENSMUSG00000006398

유니프로트

Q12834

Q9JJ66

RefSeq(mRNA)

NM_001255

NM_023223

RefSeq(단백질)

NP_001246

NP_075712

장소(UCSC)Chr 1: 43.36 ~43.36 MbChr 4: 118.29 ~118.29 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집

세포분열주기 단백질 20 상몰로는 인간의 CDC20[5][6] 유전자에 의해 암호화되는 세포분열의 필수 조절기이다.현재 알고 있는 한, 그것의 가장 중요한 기능은 염색분체 분리와 아나페이스를 시작하는 11-13개의 큰 서브유닛 복합체인 아나페이스를 활성화하는 것이다.APC/CCdc20 단백질 복합체에는 두 가지 주요 다운스트림 타깃이 있습니다.첫째, 세큐린을 파괴 대상으로 하여 궁극적으로 응집체를 파괴하고 자매 염색체 분리를 가능하게 한다.또한 S 및 M상(S/M) 사이클린을 파괴 대상으로 하여 S/M 사이클린 의존성 키나아제(Cdks)를 비활성화시키고 세포가 유사분열에서 빠져나갈 수 있도록 한다.밀접하게 관련된 단백질인 Cdc20호몰로그-1(Cdh1)은 세포주기에서 상보적인 역할을 한다.

CDC20은 세포 주기의 여러 지점에서 다른 많은 단백질과 상호작용하는 조절 단백질로 작용하는 것으로 보인다.그것은 두 가지 미세관 의존적 과정, 즉 아나phase 이전의 핵 이동과 염색체 [7]분리에 필요하다.

검출

CDC20은 하트웰과 동료들이 효모주 S. cerevisiae에서 [8]세포주기의 주요 이벤트를 완료하지 못한 세포분열주기 돌연변이를 만들었던 1970년대 초에 소수의 다른 CDC 단백질과 함께 발견되었다.하트웰은 무지외상증에 들어가지 않아 유사분열을 완료할 수 없는 돌연변이를 발견했다. 이 표현형은 CDC20 [9]유전자로 거슬러 올라갈 수 있다.그러나 단백질의 생화학이 결국 밝혀진 후에도 CDC20의 분자 역할은 1995년 [10][11]APC/C가 발견될 때까지 밝혀지지 않았다.

구조.

CDC20은 헤테로 이성질 G단백질의 베타 서브유닛과 관련된 단백질이다.C 말단 근처에는 7개의 WD40 반복실험이 포함되어 있으며, 이는 종종 더 큰 단백질 복합체와 결합하는 역할을 하는 약 40개의 아미노산의 짧고 구조적인 여러 모티브입니다.CDC20의 경우 7블레이드 베타 프로펠러로 배열됩니다.인간의 CDC20은 약 499개의 아미노산 길이로, N 말단 근처에 적어도 4개의 인산화 부위를 포함합니다.이러한 인산화 부위들 사이에 조절 역할을 하는 C-box, KEN-box, Mad2 상호작용 모티브 및 Cry 박스가 있다.KEN 박스와 Cry 박스는 APC/CCdh1 복합체에 대한 중요한 인식 및 열화 시퀀스입니다(아래 참조).

상호 작용

CDC20은 다음 제품과 상호 작용하는 것으로 나타났습니다.

그러나 CDC20의 가장 중요한 상호작용은 Anaphase Promission Complex와의 상호작용이다.APC/C는 대형 E3 유비퀴틴 연결효소이며, 선택된 단백질에 분해 표시를 함으로써 과민기 전이로의 중기를 유발한다.APC/C의 두 가지 주요 타깃은 S/M 사이클린과 단백질 세큐린입니다.S/M 사이클린은 세포분열을 통해 유도하는 광범위한 다운스트림 효과를 가진 사이클린 의존성 키나제(Cdks)를 활성화한다.세포들이 유사분열에서 벗어나려면 세포들이 분해되어야 합니다.시큐린은 분리효소를 억제하는 단백질로 자매 염색분체를 결합시키는 단백질인 응집제를 억제한다.따라서 아나피아가 진행되기 위해서는 세큐린이 억제되어 분리효소에 의해 응집될 수 있어야 한다.이러한 과정은 APC/C와 CDC20 모두에 의존합니다. Cdks가 APC/C를 인산화하면 CDC20이 결합하고 활성화하여 Cdks의 분해와 응집소의 분해를 모두 허용합니다.APC/C 액티비티는 CDC20(및 Cdh1)에 의존합니다.이는 CDC20이 APC/C 기판을 직접 [32]결합하는 경우가 많기 때문입니다.실제로 CDC20과 Cdh1(아래 참조)은 [33]기질상의 KEN-box와 D-box 모티브의 수용체라고 생각된다.그러나 이러한 배열은 일반적으로 유비쿼티네이션 및 열화에는 충분하지 않습니다. CDC20이 기질을 결합하는 방법에 대해서는 아직 많은 것이 남아 있습니다.

규정

APC/CCdc20 복합체는 세포 주기의 적절한 시간 동안 존재하도록 스스로 조절합니다.CDC20이 APC/C와 결합하기 위해서는 특정 APC/C 서브유닛이 Cdk1(다른 Cdks 중)에 의해 인산화되어야 한다.따라서 cdk활성이 유사분열에서 높고 세포는 유사분열로 진입하여 유사분열을 종료할 준비를 해야 할 때 APC/CCdc20 복합체가 활성화된다.일단 활성화되면Cdc20 APC/C는 S/M 사이클린을 비활성화하여 Cdks의 열화를 촉진합니다.Cdk 분해는 APC/C 인산화 속도를 낮춰 CDC20 결합 속도를 낮춥니다.이와 같이 APC/CCdc20 복합체는 유사분열이 [34]끝날 때까지 스스로 비활성화됩니다.단, 셀은 셀 사이클에 바로 들어가지 않기 때문에 Cdks를 즉시 재활성화할 수 없습니다.G1에서는 여러 다른 메커니즘이 Cdk를 억제한다: Cdk 억제단백질이 발현되어 사이클린 유전자 발현이 하향 조절된다.중요한 것은 Cdh1에 [34]의해서도 사이클린의 축적이 방지된다는 것이다.

Cdh1

CDC20-homologue 1(Cdh1)은 셀 사이클 진행에서 CDC20에 대해 보충적인 역할을 합니다.APC/CCdc20 활성 중에는 Cdh1이 인산화되어 APC/C에 결합할 수 없다.단, 중기 후에는 APCCdc20/C에 의해 S/M-Cdks가 불활성화되어 Cdh1이 비인산화 상태로 존재하여 APC/C와 결합할 수 있다.이를 통해 APC/C는 다음 S 단계에서 다시 필요할 때까지 S/M 사이클린(및 S/M Cdks)을 계속 분해할 수 있습니다.어떻게 S/M 사이클린이 세포를 유사분열 상태로 만들기 위해 다시 나타날 수 있는가?APC/C가Cdc20 G1/S 사이클린을 인식하지 않는다.이들의 농도는 G1 동안 상승하여 G1/S Cdks를 활성화하고, 이는 Cdh1을 인산화하여 S/M 사이클린에 [34]대한 억제를 점차 완화시킨다.

스핀들 조립체 체크포인트

CDC20은 스핀들어셈블리체크포인트(SAC)의 일부이며 이에 의해 규제됩니다.이 체크포인트는 메타기 플레이트에 정렬된 모든 자매 염색체의 동원체가 미세관에 적절하게 부착되어야만 아나피아가 진행됨을 보장한다.체크포인트는 접속되어 있지 않은 모든 동원체에 의해 활성화 되어 있습니다.모든 동원체가 접속되어 있는 경우에만 아나페이즈가 시작됩니다.APC/C는Cdc20 Mad2, Mad3(BubR1) 및 Bub3를 포함한 여러 다른 단백질로 구성된 SAC의 중요한 표적이다.실제로 CDC20과 함께 이 세 가지 단백질은 유사분열체크포인트복합체(MCC)를 형성할 가능성이 있으며, 이는 APCCdc20/C를 억제하여 아나파시스를 조기에 시작할 수 없다.또한 Bub1은 CDC20을 직접 인산화하여 억제하고, 효모 Mad2 및 Mad3는 CDC20에 결합하면 그 자가비퀴틴화를 [35]유발한다.

암

CDC20은 여러 종류의 암에 대해 암 조직에서 종종 상승한다.그것은 유방암의 공격성과 관련이 있다: 높은 수치는 더 나쁜 결과와 관련이 있다.CDC20 과발현은 폐암, 위암, 췌장암에서도 보고되고 있다.위암과 췌장암의 경우, 높은 수치는 종양 크기, 조직학적 등급(세포의 이상), 림프절으로의 전이와 관련이 있다.대장암과 비소세포성 폐암에서는 암 단계와 관련이 있기 때문에 어느 [36]한 암에 걸린 사람의 예후를 예측하는 데 도움이 되는 바이오마커로 제안되어 왔다.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000117399 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG00000006398 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Weinstein J, Jacobsen FW, Hsu-Chen J, Wu T, Baum LG (May 1994). "A novel mammalian protein, p55CDC, present in dividing cells is associated with protein kinase activity and has homology to the Saccharomyces cerevisiae cell division cycle proteins Cdc20 and Cdc4". Mol Cell Biol. 14 (5): 3350–63. doi:10.1128/MCB.14.5.3350. PMC 358701. PMID 7513050.
  6. ^ Weinstein J (December 1997). "Cell cycle-regulated expression, phosphorylation, and degradation of p55Cdc. A mammalian homolog of CDC20/Fizzy/slp1". J Biol Chem. 272 (45): 28501–11. doi:10.1074/jbc.272.45.28501. PMID 9353311.
  7. ^ "Entrez Gene: CDC20 cell division cycle 20 homolog (S. cerevisiae)".
  8. ^ Hartwell LH, Culotti J, Reid B (June 1970). "Genetic Control of the Cell-Division Cycle in Yeast, I. Detection of Mutants". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 66 (2): 352–9. Bibcode:1970PNAS...66..352H. doi:10.1073/pnas.66.2.352. PMC 283051. PMID 5271168.
  9. ^ Hartwell LH, Mortimer RK, Culotti J, Culotti M (June 1973). "Genetic Control of the Cell Division Cycle in Yeast: V. Genetic Analysis of cdc Mutants". Genetics. 74 (2): 267–286. doi:10.1093/genetics/74.2.267. PMC 1212945. PMID 17248617.
  10. ^ King RW, Peters JM, Tugendreich S, Rolfe M, Hieter P, Kirschner MW (April 1995). "A 20S complex containing CDC27 and CDC16 catalyzes the mitosis-specific conjugation of ubiquitin to cyclin B". Cell. 81 (2): 279–88. doi:10.1016/0092-8674(95)90338-0. PMID 7736580. S2CID 16958690.
  11. ^ Sudakin V, Ganoth D, Dahan A, Heller H, Hershko J, Luca FC, Ruderman JV, Hershko A (February 1995). "The cyclosome, a large complex containing cyclin-selective ubiquitin ligase activity, targets cyclins for destruction at the end of mitosis". Mol. Biol. Cell. 6 (2): 185–97. doi:10.1091/mbc.6.2.185. PMC 275828. PMID 7787245.
  12. ^ a b c Vodermaier HC, Gieffers C, Maurer-Stroh S, Eisenhaber F, Peters JM (September 2003). "TPR subunits of the anaphase-promoting complex mediate binding to the activator protein CDH1". Curr. Biol. 13 (17): 1459–68. doi:10.1016/S0960-9822(03)00581-5. ISSN 0960-9822. PMID 12956947. S2CID 5942532.
  13. ^ a b c d e Nilsson J, Yekezare M, Minshull J, Pines J (December 2008). "The APC/C maintains the spindle assembly checkpoint by targeting Cdc20 for destruction". Nat. Cell Biol. 10 (12): 1411–20. doi:10.1038/ncb1799. PMC 2635557. PMID 18997788.
  14. ^ Fang G (March 2002). "Checkpoint Protein BubR1 Acts Synergistically with Mad2 to Inhibit Anaphase-promoting Complex". Mol. Biol. Cell. 13 (3): 755–66. doi:10.1091/mbc.01-09-0437. ISSN 1059-1524. PMC 99596. PMID 11907259.
  15. ^ Wu H, Lan Z, Li W, Wu S, Weinstein J, Sakamoto KM, Dai W (September 2000). "p55CDC/hCDC20 is associated with BUBR1 and may be a downstream target of the spindle checkpoint kinase". Oncogene. 19 (40): 4557–62. doi:10.1038/sj.onc.1203803. ISSN 0950-9232. PMID 11030144.
  16. ^ a b c d Kallio MJ, Beardmore VA, Weinstein J, Gorbsky GJ (September 2002). "Rapid microtubule-independent dynamics of Cdc20 at kinetochores and centrosomes in mammalian cells". J. Cell Biol. 158 (5): 841–7. doi:10.1083/jcb.200201135. ISSN 0021-9525. PMC 2173153. PMID 12196507.
  17. ^ Sudakin V, Chan GK, Yen TJ (September 2001). "Checkpoint inhibition of the APC/C in HeLa cells is mediated by a complex of BUBR1, BUB3, CDC20, and MAD2". J. Cell Biol. 154 (5): 925–36. doi:10.1083/jcb.200102093. ISSN 0021-9525. PMC 2196190. PMID 11535616.
  18. ^ a b Skoufias DA, Andreassen PR, Lacroix FB, Wilson L, Margolis RL (April 2001). "Mammalian mad2 and bub1/bubR1 recognize distinct spindle-attachment and kinetochore-tension checkpoints". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (8): 4492–7. Bibcode:2001PNAS...98.4492S. doi:10.1073/pnas.081076898. PMC 31862. PMID 11274370.
  19. ^ a b c Kallio M, Weinstein J, Daum JR, Burke DJ, Gorbsky GJ (June 1998). "Mammalian p55CDC Mediates Association of the Spindle Checkpoint Protein Mad2 with the Cyclosome/Anaphase-promoting Complex, and is Involved in Regulating Anaphase Onset and Late Mitotic Events". J. Cell Biol. 141 (6): 1393–406. doi:10.1083/jcb.141.6.1393. ISSN 0021-9525. PMC 2132789. PMID 9628895.
  20. ^ a b D'Angiolella V, Mari C, Nocera D, Rametti L, Grieco D (October 2003). "The spindle checkpoint requires cyclin-dependent kinase activity". Genes Dev. 17 (20): 2520–5. doi:10.1101/gad.267603. ISSN 0890-9369. PMC 218146. PMID 14561775.
  21. ^ a b Wassmann K, Benezra R (September 1998). "Mad2 transiently associates with an APC/p55Cdc complex during mitosis". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95 (19): 11193–8. Bibcode:1998PNAS...9511193W. doi:10.1073/pnas.95.19.11193. ISSN 0027-8424. PMC 21618. PMID 9736712.
  22. ^ Kramer ER, Gieffers C, Hölzl G, Hengstschläger M, Peters JM (November 1998). "Activation of the human anaphase-promoting complex by proteins of the CDC20/Fizzy family". Curr. Biol. 8 (22): 1207–10. doi:10.1016/S0960-9822(07)00510-6. ISSN 0960-9822. PMID 9811605. S2CID 17181162.
  23. ^ Ohtoshi A, Maeda T, Higashi H, Ashizawa S, Hatakeyama M (February 2000). "Human p55(CDC)/Cdc20 associates with cyclin A and is phosphorylated by the cyclin A-Cdk2 complex". Biochem. Biophys. Res. Commun. 268 (2): 530–4. doi:10.1006/bbrc.2000.2167. ISSN 0006-291X. PMID 10679238.
  24. ^ Hsu JY, Reimann JD, Sørensen CS, Lukas J, Jackson PK (May 2002). "E2F-dependent accumulation of hEmi1 regulates S phase entry by inhibiting APC/C(Cdh1)". Nat. Cell Biol. 4 (5): 358–66. doi:10.1038/ncb785. ISSN 1465-7392. PMID 11988738. S2CID 25403043.
  25. ^ a b Yoon YM, Baek KH, Jeong SJ, Shin HJ, Ha GH, Jeon AH, Hwang SG, Chun JS, Lee CW (September 2004). "WD repeat-containing mitotic checkpoint proteins act as transcriptional repressors during interphase". FEBS Lett. 575 (1–3): 23–9. doi:10.1016/j.febslet.2004.07.089. ISSN 0014-5793. PMID 15388328. S2CID 21762011.
  26. ^ Zhang Y, Lees E (August 2001). "Identification of an Overlapping Binding Domain on Cdc20 for Mad2 and Anaphase-Promoting Complex: Model for Spindle Checkpoint Regulation". Mol. Cell. Biol. 21 (15): 5190–9. doi:10.1128/MCB.21.15.5190-5199.2001. ISSN 0270-7306. PMC 87243. PMID 11438673.
  27. ^ Sihn CR, Suh EJ, Lee KH, Kim TY, Kim SH (November 2003). "p55CDC/hCDC20 mutant induces mitotic catastrophe by inhibiting the MAD2-dependent spindle checkpoint activity in tumor cells". Cancer Lett. 201 (2): 203–10. doi:10.1016/S0304-3835(03)00465-8. ISSN 0304-3835. PMID 14607335.
  28. ^ Luo X, Fang G, Coldiron M, Lin Y, Yu H, Kirschner MW, Wagner G (March 2000). "Structure of the Mad2 spindle assembly checkpoint protein and its interaction with Cdc20". Nat. Struct. Biol. 7 (3): 224–9. doi:10.1038/73338. ISSN 1072-8368. PMID 10700282. S2CID 1721494.
  29. ^ Sironi L, Melixetian M, Faretta M, Prosperini E, Helin K, Musacchio A (November 2001). "Mad2 binding to Mad1 and Cdc20, rather than oligomerization, is required for the spindle checkpoint". EMBO J. 20 (22): 6371–82. doi:10.1093/emboj/20.22.6371. ISSN 0261-4189. PMC 125308. PMID 11707408.
  30. ^ Fang G, Yu H, Kirschner MW (June 1998). "The checkpoint protein MAD2 and the mitotic regulator CDC20 form a ternary complex with the anaphase-promoting complex to control anaphase initiation". Genes Dev. 12 (12): 1871–83. doi:10.1101/gad.12.12.1871. ISSN 0890-9369. PMC 316912. PMID 9637688.
  31. ^ Privette LM, Weier JF, Nguyen HN, Yu X, Petty EM (July 2008). "Loss of CHFR in Human Mammary Epithelial Cells Causes Genomic Instability by Disrupting the Mitotic Spindle Assembly Checkpoint". Neoplasia. 10 (7): 643–52. doi:10.1593/neo.08176. PMC 2435002. PMID 18592005.
  32. ^ Vodermaier HC (October 2001). "Cell cycle: Waiters serving the Destruction machinery". Curr. Biol. 11 (20): R834–7. doi:10.1016/S0960-9822(01)00498-5. PMID 11676939. S2CID 11277828.
  33. ^ Kraft C, Vodermaier HC, Maurer-Stroh S, Eisenhaber F, Peters JM (May 2005). "The WD40 propeller domain of Cdh1 functions as a destruction box receptor for APC/C substrates". Mol. Cell. 18 (5): 543–53. doi:10.1016/j.molcel.2005.04.023. PMID 15916961.
  34. ^ a b c Morgan DL (2007). The cell cycle: principles of control. London: Published by New Science Press in association with Oxford University Press. ISBN 978-0-87893-508-6.
  35. ^ Yu H (July 2007). "Cdc20: a WD40 activator for a cell cycle degradation machine". Mol. Cell. 27 (1): 3–16. doi:10.1016/j.molcel.2007.06.009. PMID 17612486.
  36. ^ Curtis, Natalie L.; Ruda, Gian Filippo; Brennan, Paul; Bolanos-Garcia, Victor M. (2020). "Deregulation of Chromosome Segregation and Cancer". Annual Review of Cancer Biology. 4: 257–278. doi:10.1146/annurev-cancerbio-030419-033541.

추가 정보

외부 링크