Секурин

Секурин (англ. Securin) — белок, участвующий в управлении метафазно-анафазным переходом и анафазой. После биориентации хромосомных пар и инактивации системы контрольных точек веретена деления, основная регуляторная система, которая включает в себя секурин, производит резкое стимулирование, который вызывает высокосинхронное разделение хромосом в анафазе^[1].

Секурин и сепаразаПравить

Рисунок 1: Секурин и сепараза высококонсервативны

Секурин изначально присутствует в цитоплазме и связывается с сепаразой — протеазой, разрушающей кольцо когезина, которое связывают две сестринские хроматиды. Сепараза является жизненно важной для наступления анафазы. Этот комплекс секурин-сепараза сохраняется, когда секурин фосфорилируется Cdk1, ингибирующим убиквитинирование. Будучи связанной с секурином, сепараза не функционирует^[1].

Кроме того, как секурин, так и сепараза являются высококонсервативными белками (Рисунок 1)^[1]. Следует отметить, что сепараза не может функционировать без предварительного формирования комплекса секурин-сепараза. Это потому, что секурин помогает корректно удерживать сепаразу в функциональной конформации. Тем не менее, дрожжи по-видимому, не требуют секурина для образования функционирующей сепаразы в анафазе, поскольку это происходит в мутированных дрожжах с отсутствием секурина^[1].

Роль секурина в наступлении анафазыПравить

Основной механизмПравить

рисунок 2: Пять выявленных сайтов фосфорилирования у секурина

Секурин имеет 5 известных сайтов фосфорилирования, которые являются целями Cdk1; 2 сайта на N-конце в районе Кеn-бокса и D-бокса, как известно, влияют на опознание APC и убиквитинирование (рисунок 2)^[2]. Для наступления анафазы секурин дефосфорилируется Cdc14^[en] и другими фосфатазами. Дефосфорилированный секурин опознаётся комплексом стимуляции анафазы (APK), связанный, прежде всего, Cdc20 (Cdh1 также является активирующим субстратом APC). Комплекс APC^Cdc20 убиквитинирует секурин с целью его деградации. Это приводит к освобождению сепаразы, которая способна разрушить когезин и инициировать разделение хромосом^[1]^[2].

Сетевые характеристикиПравить

Рисунок 3: Сетевая диаграмма с петлей обратной связи для генерации переключателя активации анафазы

Считается, что секурин объединяет несколько регуляторных входов, создавая переключатель активации сепаразы, что приводит к скоординированной анафазе. Это, вероятно, включает в себя сеть с несколькими петлями обратной связи, в том числе и положительной, которая приводит к переключению характера поведения. Это также предполагает, что сигнальный путь генерирует переключатель, содержащий положительную обратную связь для активации Cdc14 сепаразой^[3], что приводит к дефосфорилированию и деградации секурина (рисунок 3)^[2].

Группа Дэвида Моргана обнаружила, что время сегрегации хромосом 4 и 5 значительно удлиняется в штаммах почкующихся дрожжей при мутациях в 2-х N-концевых сайтах фосфорилирования секурина и его новых разновидностях делеций. Кроме того, эти мутантные штаммы демонстрируют очень высокие рейтинги неправильной сегрегации по сравнению с нормальными. Переключатель характеристик, необходим чтобы вызвать быструю, скоординированную хромосомную сегрегацию в анафазе. Это означает, что сильная инактивация сепаразы секурином приведёт к внезапному, быстрому разрушению секурина и активации сепаразы, что является жизненно важным для правильной анафазы.

В целом, секурин и сепараза действуют в сети регулирования анафазы. Рисунок 4 изображает потенциальную схему сети^[1]^[2].

Рисунок 4: Потенциальная схема сети с участием секурина генерирующая переключатель активации анафазыl

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Morgan, David O. The cell cycle: principles of control (англ.). — London: Published by New Science Press in association with Oxford University Press, 2007. — ISBN 0-87893-508-8.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Holt L. J., Krutchinsky A. N., Morgan D. O. Positive feedback sharpens the anaphase switch (англ.) // Nature. — 2008. — July (vol. 454, no. 7202). — P. 353—357. — doi:10.1038/nature07050. — PMID 18552837.
↑ Stegmeier F., Visintin R., Amon A. Separase, polo kinase, the kinetochore protein Slk19, and Spo12 function in a network that controls Cdc14 localization during early anaphase (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2002. — January (vol. 108, no. 2). — P. 207—220. — doi:10.1016/S0092-8674(02)00618-9. — PMID 11832211.

СсылкиПравить

Видео Дэвида Моргана представляющее действие секурина и сепарина (в формате MP4 ): http://media.hhmi.org/ibio/morgan/morgan_3.mp4

и в других форматах: http://www.ibiology.org/ibioseminars/cell-biology/david-morgan-part-3.html

[morgan-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Morgan, David O. The cell cycle: principles of control (англ.). — London: Published by New Science Press in association with Oxford University Press, 2007. — ISBN 0-87893-508-8.

[holt-2] ¹ ² ³ ⁴ Holt L. J., Krutchinsky A. N., Morgan D. O. Positive feedback sharpens the anaphase switch (англ.) // Nature. — 2008. — July (vol. 454, no. 7202). — P. 353—357. — doi:10.1038/nature07050. — PMID 18552837.

[pmid11832211-3] Stegmeier F., Visintin R., Amon A. Separase, polo kinase, the kinetochore protein Slk19, and Spo12 function in a network that controls Cdc14 localization during early anaphase (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2002. — January (vol. 108, no. 2). — P. 207—220. — doi:10.1016/S0092-8674(02)00618-9. — PMID 11832211.

[1]

[2]

[3]