Det anafasefremmende kompleks ( APC ), også kaldet cyclosomet , er en stor proteinforbindelse, der spiller en afgørende rolle i aktiveringen af mitosens anafase . Funktionelt er anafasestimuleringskomplekset en ubiquitinligase og katalyserer reaktionerne ved binding af ubiquitinmolekyler til forskellige målproteiner , som til sidst gennemgår proteolyse [2] .
Omkring 11-13 underenheder er allokeret i strukturen af anafasestimuleringskomplekset . Kernen af komplekset består af cullin -underenheden (Apc2) og RING-domænet (Apc11), hvortil det ubiquitin-konjugerende enzym (E2) er knyttet. Funktionen af komplekset reguleres ved tilføjelse af en aktiverende underenhed på det rigtige tidspunkt i cellecyklussen. To hovedaktivatorer, Cdc20 og Cdh1, sikrer kompleksets interaktion med målproteiner [1] .
Et af hovedmålene for anafasestimuleringskomplekset er securinproteinet , hvis ødelæggelse fører til frigivelsen af separase , et proteolytisk enzym , der sikrer eliminering af søsterkromatid - kohæsion . I slutningen af denne kæde af reaktioner divergerer de adskilte kromatider til modsatte poler af den delende celle . Det andet nøglemål for anafasestimuleringskomplekset er mitotiske cycliner , hvis nedbrydning fører til fuldførelsen af mitose og cytokinese [1] . Endelig, efter afslutningen af mitotisk deling under G1-fasen , hæmmer APC-komplekset aktiviteten af cyclinafhængige kinaser ved proteolytisk at ødelægge S- og M-cycliner.
Reguleringen af APC-kompleksets aktivitet er baseret på princippet om negativ feedback . I dette tilfælde kan sammenhængen spores mellem aktiviteten af cyclinafhængige kinaser ( eng. Cdk ) og aktiviteten af det kompleks, der stimulerer anafase ( eng. APC ). Startende fra mitosens anafase og indtil slutningen af G1-fasen er APC-komplekset i en aktiv tilstand, som sætter cyclinafhængige kinaser i en inaktiv tilstand. Ved afslutningen af G1-fasen aktiveres derimod cyclinafhængige kinaser, som deaktiverer APC-komplekset og regulerer det videre forløb af cellecyklussen op til begyndelsen af en ny anafase [3] .
Det er blevet fastslået, at dysregulering af cellecyklussen i humane fibroblaster under cytomegalovirusinfektion er forbundet med inaktiveringen af APC-komplekset og akkumuleringen af dets substrater [4] .
Cdc20-proteinet ( eng. celledelingscyklusprotein 20 - "cellecyklusprotein 20") aktiverer APC-komplekset under overgangen af en delende celle fra metafase til anafase. Det sker på følgende måde. På metafasestadiet transformerer cyclin-kinase-komplekset M-Cdk kernen af APC-komplekset ved phosphorylering. Som et resultat af denne konformationsændring øges sandsynligheden for vedhæftning af Cdc20-aktivatoren. Som et resultat opnår det aktiverede APC Cdc20-kompleks ubiquitin-ligaseaktivitet og ubiquitinerer dets hovedmål, securin og mitotiske cycliner [1] .
Securin (et af hovedmålene for APC Cdc20 ) er et hæmmende protein, der holder enzymet adskilt i sin inaktive tilstand. Som et resultat af ubiquitineringsreaktionen ødelægges securin, og den frigivne separase ødelægger samtidig cohesin . Efter nedbrydningen af cohesin, som giver kohæsion af søsterkromatider, adskilles kromosomerne og divergerer til celledelingspolerne [5] .
Ubiquitinering og, som et resultat, ødelæggelse af mitotiske cycliner (et andet vigtigt mål for APC Cdc20 ) udløser en negativ feedback-kæde. Det ser sådan ud. M-Cdk cyclinkinasekomplekset aktiverer APC Cdc20 ubiquitinligasekomplekset , som målrettet ødelægger mitotiske cycliner, hvilket fører til nedbrydning af M-Cdk cyclinkinasekomplekset, dvs. reaktionskæden fører til ødelæggelsen af den oprindelige aktivator af denne kæde. Men da aktiviteten af APC Cdc20 er afhængig af M-Cdk komplekset, resulterer inaktivering af M-Cdk cyclinkinasen i inaktivering af APC Cdc20 . Som et resultat er APC Cdc20 deaktiveret ved slutningen af mitosen [1] .
I alle eukaryote celler [~ 1] bliver det ved overgang til G 1 -fasen nødvendigt at forhindre reaktivering af cyclin-afhængige kinaser for at sikre stabil cellevækst, før den går ind i den næste cellecyklus. Hæmningen af aktiviteten af cyclin-afhængige kinaser under G1-fasen opnås på mindst tre måder: et fald i niveauet af ekspression af cyclingener, aktiviteten af inhibitorer af cyclin-afhængige kinaser og aktiviteten af APC-komplekset , som tilvejebringer proteolytisk ødelæggelse af S- og M-cycliner. Cdh1 -proteinet fungerer som en aktivator af APC-komplekset under G1-fasen [3] .
Cdh1 - proteinet ( Cdc20-homolog 1 - "Cdc20-homolog 1") aktiverer APC-komplekset i de sidste stadier af mitosen og i begyndelsen af G1 - fasen . Dette kræver ikke en konformationel ændring af APC-komplekset, som i tilfældet med aktivering, der involverer Cdc20. Betingelserne for dannelsen af det aktive APC Cdh1- kompleks er imidlertid: deaktivering af cyclinafhængige kinaser og frigivelse af Cdc20-proteinet fra APC Cdc20-komplekset . Begge disse tilstande nås ved slutningen af mitosen, hvilket forklarer aktiveringen af APC Cdh1- komplekset svarende i tid . APC Cdh1 udfører sine funktioner før begyndelsen af cellecyklussens S-fase [3] .
Ved afslutningen af G1 - fasen stiger koncentrationen af G1 /S - cycliner, som ikke genkendes af APC Cdh1- komplekset . De nye cyclin-kinase komplekser G 1 /S-Cdk phosphorylerer Cdh1 og deaktiverer derved APC Cdh1 komplekset , hvorefter APC komplekset forbliver i en inaktiv tilstand indtil anafasen af mitosen [3] .
| cellecyklus | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Faser |
| ||||||||||
| Regulatorer |
| ||||||||||