Структура фактора, стимулирующего митоз.
Фактор MPF – это гетеродимерный комплекс, состоящий из белка циклина и зависимой от циклина протеин-киназы (cyclin dependent kinase - Cdk).
Cdk – фермент, относящийся к фосфорилазам, который модифицирует белки, перенося фосфатную группу от АТФ на аминокислотные остатки серин и треонин. Следовательно, MPF состоит из двух субъеди н и ц: каталитической (Cdk) и регуляторной (циклин) (рис. 348).
Циклины.
Циклины были обнаружены при изучении включения меченых аминокислот в синхронно дробящиеся яйца морского ежа. Было показано, что концентрация циклина быстро возрастает в поздней метафазе, относительно постоянна во время митоза и резко падает в начале интерфазы.
Известно, что циклин синтезируется постоянно в течение клеточного цикла и резко разрушается в начале анафазы. В то время как второй компонент MPF фактора – протеинкиназа Cdk, существует долгое время и активируется при появлении циклна В.
В настоящее время известны различные типы циклинов. Ключевым компонентом MPF считается циклин В, так как увеличение и снижение концентрации этого белка точно совпадает с процессами клеточного цикла.
Схема регуляции митотического циклина В и MPF в постоянно делящихся (циклирующих) клетках эмбрионов (рис. 350).
Циклин В (С) и циклинзависимая протеинкиназа (Cdk) образуют фактор, стимулирующий митоз (MPF).
1-метафаза
2-полиубиквитинизация циклина В
3-его деградация
4-поздняя анафаза
5-телофаза
6-интерфаза
7-новый синтез циклина В
8-профаза
9-неактивный белковый комплекс, стимулирующий анафазу
10-его активация
Деградация циклина В (рис.).
Быстрое разрушение циклина В осуществляется с помощью прикрепления убиквитина. Фермент убиквитинлигаза распознает специфическую последовательность вблизи N-конца циклина В (блок разрушения). Фермент связывает белковые молекулы убиквитина (Ub) с остатками лизина в полипептидной цепи циклина В. Измененный белок распознается протеосомой, захватывается протеолитическим комплексом и разрушается.
Регуляция клеточного цикла у млекопитающих.
Оказалось, что комплексы Cdk-митотический циклин В – это только конечный этап регуляции клеточного цикла. На самом же деле от начала вхождения в клеточный цикл до его завершения в клетке работает каскад комплексов Cdk-циклин. У млекопитающих в реализации всего цикла участвуют девять различных циклинов и семь разных Cdk (рис. 351).