사이클린
Cyclin
사이클린은 세포주기의 합성에 필요한 CDK 효소 또는 효소군을 활성화함으로써 세포주기를 [1]통한 세포의 진행을 조절하는 단백질 패밀리이다.
어원학
사이클린은 원래 R에 의해 발견되었다. 1982년 티모시 헌트가 성게의 [2][3]세포주기를 연구하던 중.
Jim Al-Khalili가 주최한 "The Life Scientific" (2011년 12월 13일 방영)의 인터뷰. 티모시 헌트는 "사이클린"이라는 이름은 원래 그의 취미인 사이클링에서 따왔다고 설명했다.세포주기에서 그것의 중요성은 명명된 후에야 분명해졌다.그것이 적절했기 때문에 그 이름은 [4]붙었다.R. Timothy Hunt: "그런데, 제가 만든 cyclin이라는 이름은 정말 농담이었어요. 왜냐하면 그 당시 자전거를 너무 좋아했기 때문이죠. 하지만 그들은 감방에서 왔다 갔다 했어요.."[4]
기능.
사이클린은 원래 세포 주기 동안 주기적인 방식으로 농도가 변하기 때문에 이름이 붙여졌다.(현재 사이클린은 보존된 사이클린 박스 구조에 따라 분류되며, 이러한 사이클린 모두가 세포 사이클에 따라 레벨이 변화하는 것은 아닙니다.)[5]사이클린의 진동, 즉 유비퀴틴 매개 프로테아솜 경로에 의한 사이클린 유전자 발현과 파괴의 변동은 세포 순환을 촉진하기 위해 Cdk 활성의 진동을 유도한다.사이클린은 활성화되기 시작하는 Cdk와 복합체를 형성하지만 완전한 활성화는 또한 인산화를 필요로 한다.복잡한 형성은 Cdk 활성 부위의 활성화를 초래합니다.사이클린 자체는 효소 활성은 없지만 일부 기질에 대한 결합 부위가 있으며 Cdks를 특정 아세포 [5]위치로 표적화한다.
사이클린은 p34/cdc2/cdk1 단백질과 같은 의존성 키나아제들과 결합하면 성숙 촉진 인자를 형성한다.MPF는 인산화 작용을 통해 다른 단백질을 활성화시킨다.이러한 인산화 단백질은 차례로 미세관 형성 및 염색질 리모델링과 같은 주기 분할 중의 특정 사건에 책임이 있습니다.사이클린은 척추동물의 체세포와 효모세포의 세포주기에서의 거동에 따라 G1 사이클린, G1/S 사이클린, S 사이클린, M 사이클린의 4가지 종류로 나눌 수 있다.이 구분은 대부분의 세포 주기에 대해 이야기할 때 유용하지만, 일부 사이클린은 다른 세포 유형에서 다른 기능이나 시기를 가지고 있기 때문에 보편적이지 않습니다.
G1/S Cyclins는 G1 후기에 상승하여 S초기에 하강한다.Cdk-G1/S 사이클린 복합체는 주로 G1에서 S상 Cdk 활성을 방해하는 시스템을 차단함으로써 DNA 복제의 초기 과정을 유도하기 시작한다.사이클린은 또한 척추동물의 중심체 복제나 효모의 방추극체와 같은 세포 순환을 진행시키기 위한 다른 활동들을 촉진한다.G1/S 사이클린의 증가는 S 사이클린의 증가와 병행한다.
G1 사이클린은 세포 성장과 외부 성장 조절 신호에 기초하여 세포 주기 전체에 걸쳐 농도가 점진적으로 증가한다는 점에서 다른 사이클린과 같이 행동하지 않는다.G 사이클린의 존재는 새로운 세포 주기의 진입과 함께 세포 성장을 조정합니다.
S사이클린은 Cdk에 결합하고 복합체는 DNA 복제를 직접 유도한다.S 사이클린의 수치는 S 단계뿐만 아니라 G2 및 초기 유사분열 및 유사분열 초기 이벤트를 촉진하기 위해 높은 수준을 유지한다.
M 사이클린 농도는 세포가 유사분열로 접어들기 시작하고 중기에서 농도가 최고조에 달할 때 증가한다.M cyclin-Cdk 복합체에 의해 유사분열 스핀들 조립 및 스핀들에 따른 자매 염색체 정렬과 같은 세포 주기의 세포 변화가 유도된다.Spindle Assembly Checkpoint가 충족된 후 Mcyclins가 Metaphase 및 Anaphase 중에 파괴되면 유사분열 및 사이토키네시스가 [6]종료됩니다.세포 DNA 함량(세포주기상)[7]에 대한 개별 세포에서 검출된 사이클린의 발현 또는 S상에서의 DNA 복제 개시 및 종료에 관한 시클린의 발현을 플로우 [8]세포측정법으로 측정할 수 있다.
카포시 육종 헤르페스 바이러스(KSHV)는 CDK6와 결합하고 KSHV 관련 암에 [9]기여할 가능성이 있는 D형 사이클린(ORF72)을 암호화한다.
도메인 구조
사이클린은 일반적으로 1차 구조, 즉 아미노산 배열에서 서로 매우 다르다.하지만 사이클린 계열의 모든 구성원들은 사이클린 박스를 구성하는 100개의 아미노산이 유사합니다.사이클린은 유사한 all-α 접힘의 두 개의 도메인을 포함하는데, 첫 번째 도메인은 N 말단에 위치하고 두 번째 도메인은 C 말단에 위치합니다.모든 사이클린은 5개의 α 나선형 두 개의 콤팩트 도메인의 유사한 3차 구조를 포함하는 것으로 여겨진다.그 중 첫 번째는 보존된 사이클린 박스로, 그 밖에서는 사이클린이 발산됩니다.예를 들어, S 및 M 사이클린의 아미노 말단 영역은 이러한 단백질을 유사분열에서 단백질 분해 대상으로 하는 짧은 파괴 상자 모티브를 포함한다.
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종류들
세포 주기의 다른 부분에서 활성화되고 Cdk가 다른 기질을 인산화하도록 하는 몇 가지 다른 사이클린이 있습니다.또한 Cdk 파트너가 확인되지 않은 몇 가지 "orphan" 사이클린도 있습니다.예를 들어 사이클린 F는 G/M 전환에 필수적인 고아2 [12][13]사이클린입니다.C. elegans의 연구는 유사분열성 [14][15]사이클린의 특정한 역할을 밝혀냈다.특히, 최근의 연구는 사이클린 A가 효율적인 오류 수정과 충실한 염색체 분리를 보장하기 위해 프로메타베이스의 키네토코어로부터 미세관 분리를 촉진하는 세포 환경을 조성한다는 것을 보여주고 있다.세포는 염색체를 정확하게 분리해야 하는데, 이것은 염색체가 키네토코어라고 불리는 특수 구조를 통해 방추 미세관에 바이 지향적으로 부착되는 것에 의존하는 사건이다.분열의 초기 단계에서는 키네토코어가 방추체 미세관에 어떻게 결합하는지에 대한 수많은 오류가 있습니다.불안정한 부착은 세포 내 키네토코어(kinetochore)에서 마이크로튜브가 올바른 부착을 시도할 때 지속적으로 이탈, 재배치 및 재접착을 일으켜 오류 수정을 촉진한다.단백질 사이클린 A는 오류가 제거될 때까지 프로세스를 계속 진행함으로써 이 과정을 관리합니다.정상 세포에서 지속적인 사이클린 A 발현은 염색체가 정렬된 세포에서도 키네토코어에 결합된 미세관의 안정을 방해한다.사이클린 A의 수치가 감소함에 따라 미세관 부착이 안정되어 세포 분열이 진행됨에 따라 염색체가 올바르게 분할될 수 있게 된다.반면 사이클린 A 결핍 세포에서는 미세관 부착이 조기에 안정화된다.결과적으로, 이러한 세포들은 오류를 수정하지 못할 수 있으며, 이는 염색체 [16]오분리의 더 높은 비율로 이어질 수 있다.
주요 그룹
사이클린에는 크게 두 가지 그룹이 있습니다.
- G1/S 사이클린– G/S 이행1 시 세포 사이클 제어에 필수적입니다.
- G2/M 사이클린 – G2/M 전환(유도증) 시 세포 주기 제어에 필수적입니다.G2/M 사이클린은 G 중에2 꾸준히 축적되며 세포가 유사분열에서 벗어나면서(M 단계 말기) 갑자기 파괴된다.
서브타입
특정 사이클린 서브타입과 대응하는 CDK(괄호 안)는 다음과 같습니다.
| 종. | G1 | G1/S | S | M |
|---|---|---|---|---|
| 세레비시아에 | Cln3(Cdk1) | Cln 1,2 (Cdk1) | Clb 5,6 (Cdk1) | Clb 1, 2, 3, 4 (Cdk 1) |
| S. 폼베 | Puc1? (Cdc2) | Puc1, Cig1? (Cdc2) | Cig2, Cig1? (Cdc2) | Cdc13(Cdc2) |
| D. 흑색가스터 | 사이클린 D(Cdk4) | 사이클린E(Cdk2) | 사이클린 E, A(Cdk2,1) | 사이클린 A, B, B3(Cdk1) |
| 레비스 | 알 수 없거나 존재하지 않는 | 사이클린E(Cdk2) | 사이클린 E, A(Cdk2,1) | 사이클린 A, B, B3(Cdk1) |
| 사피엔스 | 사이클린 D 1, 2, 3 (Cdk4, Cdk6) | 사이클린E(Cdk2) | 사이클린 A(Cdk2, Cdk1) | 사이클린B(Cdk1) |
| 가족 | 회원들 |
|---|---|
| A | CCNA1, CCNA2 |
| B | CCNB1, CCNB2, CCNB3 |
| C | CCNC |
| D | CCND1, CCND2, CCND3 |
| E | CCNE1, CCNE2 |
| F | CCNF |
| G | CCNG1, CCNG2 |
| H | CCNH |
| I | CCNI, CCNI2 |
| J | CCNJ, CCNJL |
| K | CCNK |
| L | CCNL1, CCNL2 |
| O | CCNO |
| P | CCNP |
| T | CCNT1, CCNT2 |
| Y | CCNY, CCNYL1, CCNYL2, CCNYL3 |
이 도메인을 포함하는 다른 단백질
또한 다음과 같은 인간 단백질은 사이클린 도메인을 포함한다.
역사
릴랜드 H. 하트웰, R. 티모시 헌트, 폴 M. 간호사는 사이클린과 사이클린 의존성 [17]키나제를 발견한 공로로 2001년 노벨 생리의학상을 수상했다.
레퍼런스
- ^ Galderisi U, Jori FP, Giordano A (August 2003). "Cell cycle regulation and neural differentiation". Oncogene. 22 (33): 5208–19. doi:10.1038/sj.onc.1206558. PMID 12910258.
- ^ Evans T, Rosenthal ET, Youngblom J, Distel D, Hunt T (June 1983). "Cyclin: a protein specified by maternal mRNA in sea urchin eggs that is destroyed at each cleavage division". Cell. 33 (2): 389–96. doi:10.1016/0092-8674(83)90420-8. PMID 6134587.
- ^ "Tim Hunt - Biographical". NobelPrize.org.
- ^ a b "The Life Scientific". BBC Radio 4. BBC. Retrieved 13 December 2011.
- ^ a b Morgan D (2006). The cell cycle: principles of control. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-920610-0.
- ^ Clute P, Pines J (June 1999). "Temporal and spatial control of cyclin B1 destruction in metaphase". Nature Cell Biology. 1 (2): 82–7. doi:10.1038/10049. PMID 10559878. S2CID 21441201.
- ^ Darzynkiewicz Z, Gong J, Juan G, Ardelt B, Traganos F (September 1996). "Cytometry of cyclin proteins". Cytometry. 25 (1): 1–13. doi:10.1002/(SICI)1097-0320(19960901)25:1<1::AID-CYTO1>3.0.CO;2-N. PMID 8875049.
- ^ Darzynkiewicz Z, Zhao H, Zhang S, Lee MY, Lee EY, Zhang Z (May 2015). "Initiation and termination of DNA replication during S phase in relation to cyclins D1, E and A, p21WAF1, Cdt1 and the p12 subunit of DNA polymerase δ revealed in individual cells by cytometry". Oncotarget. 6 (14): 11735–50. doi:10.18632/oncotarget.4149. PMC 4494901. PMID 26059433.
- ^ Chang Y, Moore PS, Talbot SJ, Boshoff CH, Zarkowska T, Godden-Kent, Paterson H, Weiss RA, Mittnacht S (August 1996). "Cyclin encoded by KS herpesvirus". Nature. 382 (6590): 410. Bibcode:1996Natur.382..410C. doi:10.1038/382410a0. PMID 8684480. S2CID 5118433.
- ^ Brown NR, Noble ME, Endicott JA, Garman EF, Wakatsuki S, Mitchell E, Rasmussen B, Hunt T, Johnson LN (November 1995). "The crystal structure of cyclin A". Structure. 3 (11): 1235–47. doi:10.1016/S0969-2126(01)00259-3. PMID 8591034.
- ^ Davies TG, Tunnah P, Meijer L, Marko D, Eisenbrand G, Endicott JA, Noble ME (May 2001). "Inhibitor binding to active and inactive CDK2: the crystal structure of CDK2-cyclin A/indirubin-5-sulphonate". Structure. 9 (5): 389–97. doi:10.1016/S0969-2126(01)00598-6. PMID 11377199.
- ^ Fung TK, Poon RY (June 2005). "A roller coaster ride with the mitotic cyclins". Seminars in Cell & Developmental Biology. 16 (3): 335–42. doi:10.1016/j.semcdb.2005.02.014. PMID 15840442.
- ^ Karp G (2007). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. New York: Wiley. pp. 148, 165–170, and 624–664. ISBN 978-0-470-04217-5.
- ^ van der Voet M, Lorson MA, Srinivasan DG, Bennett KL, van den Heuvel S (December 2009). "C. elegans mitotic cyclins have distinct as well as overlapping functions in chromosome segregation". Cell Cycle. 8 (24): 4091–102. doi:10.4161/cc.8.24.10171. PMC 3614003. PMID 19829076.
- ^ Rahman MM, Kipreos ET (January 2010). "The specific roles of mitotic cyclins revealed". Cell Cycle. 9 (1): 22–3. doi:10.4161/cc.9.1.10577. PMID 20016257.
- ^ Baumann K (November 2013). "Cell cycle: Cyclin A corrections". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 14 (11): 692. doi:10.1038/nrm3680. PMID 24064541. S2CID 34397179.
- ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001". The Nobel Foundation. Retrieved 2009-03-15.
추가 정보
- Krieger M, Scott MP, Matsudaira PT, Lodish HF, Darnell JE, Zipursky L, Kaiser C, Berk A (2004). Molecular cell biology (Fifth ed.). New York: W.H. Freeman and CO. ISBN 0-7167-4366-3.
외부 링크
- 진핵생물 선형 모티브 자원 모티브 클래스 LIG_CYCLIN_1
