Anafaasia edistävä kompleksi ( APC ), jota kutsutaan myös syklosomiksi , on suuri proteiiniyhdiste , jolla on kriittinen rooli mitoosin anafaasin aktivoinnissa . Toiminnallisesti anafaasistimulaatiokompleksi on ubikvitiiniligaasi ja katalysoi ubikitiinimolekyylien kiinnittymisreaktioita erilaisiin kohdeproteiineihin , jotka lopulta läpikäyvät proteolyysin [2] .
Anafaasistimulaatiokompleksin rakenteessa on noin 11-13 alayksikköä . Kompleksin ydin koostuu cullin- alayksiköstä (Apc2) ja RING-domeenista (Apc11), johon on kiinnittynyt ubikvitiinikonjugoiva entsyymi (E2). Kompleksin toimintaa säätelee lisäämällä aktivoiva alayksikkö oikeaan aikaan solusyklissä. Kaksi pääaktivaattoria, Cdc20 ja Cdh1, varmistavat kompleksin vuorovaikutuksen kohdeproteiinien kanssa [1] .
Yksi anafaasistimulaatiokompleksin tärkeimmistä kohteista on securiinin proteiini , jonka tuhoutuminen johtaa separaasin vapautumiseen , proteolyyttiseen entsyymiin , joka varmistaa sisarkromatidin koheesion eliminoitumisen . Tämän reaktioketjun lopussa erotetut kromatidit hajoavat jakautuvan solun vastakkaisille napoille . Anafaasistimulaatiokompleksin toinen keskeinen kohde on mitoottiset sykliinit , joiden hajoaminen johtaa mitoosin ja sytokineesin loppuunsaattamiseen [1] . Lopuksi, mitoottisen jakautumisen päätyttyä G1-vaiheen aikana , APC-kompleksi estää sykliinistä riippuvien kinaasien aktiivisuutta tuhoamalla proteolyyttisesti S- ja M-sykliinejä.
APC - kompleksin toiminnan säätely perustuu negatiivisen palautteen periaatteeseen . Tässä tapauksessa suhde voidaan jäljittää sykliiniriippuvaisten kinaasien ( esim . Cdk ) aktiivisuuden ja anafaasia stimuloivan kompleksin (esim . APC ) aktiivisuuden välillä. Mitoosin anafaasista alkaen G1-vaiheen loppuun asti APC- kompleksi on aktiivisessa tilassa, mikä saattaa sykliiniriippuvaiset kinaasit inaktiiviseen tilaan. G1-vaiheen lopussa päinvastoin aktivoituvat sykliiniriippuvaiset kinaasit, jotka deaktivoivat APC-kompleksin ja säätelevät solusyklin jatkokulkua uuden anafaasin alkuun asti [3] .
On osoitettu, että ihmisen fibroblastien solusyklin säätelyhäiriö sytomegalovirusinfektion aikana liittyy APC-kompleksin inaktivoitumiseen ja sen substraattien kertymiseen [4] .
Cdc20-proteiini ( eng. solunjakosyklin proteiini 20 - "solusyklin proteiini 20") aktivoi APC-kompleksin jakautuvan solun siirtyessä metafaasista anafaasiin. Se tapahtuu seuraavalla tavalla. Metafaasivaiheessa sykliini-kinaasikompleksi M-Cdk muuttaa APC-kompleksin ytimen fosforyloimalla. Tämän konformaatiomuutoksen seurauksena Cdc20-aktivaattorin kiinnittymisen todennäköisyys kasvaa. Tämän seurauksena aktivoitu APC Cdc20 -kompleksi saa ubikvitiiniligaasiaktiivisuutta ja ubikvitinoi pääkohteensa, sekuriinin ja mitoottiset sykliinit [1] .
Securin (yksi APC Cdc20 :n pääkohteista ) on estävä proteiini, joka pitää separaasin entsyymin inaktiivisessa tilassa. Ubiquitinaatioreaktion seurauksena securiini tuhoutuu ja samalla vapautuva separaasi tuhoaa kohesiinia . Sisarkromatidien koheesion aikaansaavan kohesiinin hajoamisen jälkeen kromosomit eroavat ja hajaantuvat solunjakautumisen navoille [5] .
Ubiquitinaatio ja sen seurauksena mitoottisten sykliinien tuhoutuminen (toinen tärkeä APC Cdc20 :n kohde ) laukaisee negatiivisen palauteketjun. Se näyttää tältä. M-Cdk sykliinikinaasikompleksi aktivoi APC Cdc20 ubikitiiniligaasikompleksin , joka tarkoituksellisesti tuhoaa mitoottisia sykliinejä, mikä johtaa M-Cdk sykliinikinaasikompleksin hajoamiseen, eli reaktioketju johtaa alkuperäisen aktivaattorin tuhoutumiseen. tämä ketju. Mutta koska APC Cdc20 :n aktiivisuus on riippuvainen M-Cdk-kompleksista, M-Cdk-sykliinikinaasin inaktivointi johtaa APC Cdc20 :n inaktivoitumiseen . Tämän seurauksena APC Cdc20 deaktivoituu mitoosin loppuun mennessä [1] .
Kaikissa eukaryoottisoluissa [~1] G1 - faasiin siirtymisen jälkeen tulee välttämättömäksi estää sykliinistä riippuvaisten kinaasien uudelleenaktivoituminen, jotta voidaan varmistaa vakaa solukasvu ennen seuraavaan solusykliin siirtymistä. Sykliiniriippuvaisten kinaasien aktiivisuuden esto G1-vaiheen aikana saavutetaan ainakin kolmella tavalla: sykliinigeenien ilmentymistason aleneminen , sykliinistä riippuvaisten kinaasien estäjien aktiivisuus ja APC-kompleksin aktiivisuus. , joka saa aikaan S- ja M-sykliinien proteolyyttisen tuhoutumisen. Cdh1 -proteiini toimii APC-kompleksin aktivaattorina G1-vaiheen aikana [3] .
Cdh1 - proteiini ( Cdc20-homologi 1 - "Cdc20-homologi 1") aktivoi APC-kompleksin mitoosin loppuvaiheessa ja G1- vaiheen alussa . Tämä ei vaadi APC-kompleksin konformaatiomuutosta, kuten Cdc20:n sisältävän aktivoinnin tapauksessa. Aktiivisen APC Cdh1 -kompleksin muodostumisen olosuhteet ovat kuitenkin: sykliiniriippuvaisten kinaasien deaktivointi ja Cdc20-proteiinin vapautuminen APC Cdc20 -kompleksista . Molemmat näistä olosuhteista saavutetaan mitoosin loppuun mennessä, mikä selittää ajassa vastaavan APC Cdh1 -kompleksin aktivoitumisen . APC Cdh1 suorittaa tehtävänsä ennen solusyklin S-vaiheen alkamista [3] .
G1 - vaiheen loppuun mennessä G1 / S-sykliinien konsentraatio kasvaa, mitä APC Cdh1 -kompleksi ei tunnista . Syntyvät sykliinikinaasikompleksit G1 / S-Cdk fosforyloivat Cdh1:n ja siten deaktivoivat APC Cdh1 -kompleksin , minkä jälkeen APC-kompleksi pysyy inaktiivisessa tilassa mitoosin anafaasiin asti [3] .
| solusykli | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vaiheet |
| ||||||||||
| Sääntelyviranomaiset |
| ||||||||||