BUB3

BUB3 mitotiske checkpoint -protein  er et protein kodet i mennesker af BUB3 -genet [2] [3] .

Bub3 er involveret i reguleringen af ​​spindle assembly checkpoint (SAC) ( engelsk  spindle assembly checkpoint, SAC ). Det er ikke afgørende for gær, men er vigtigt for højere eukaryoter . Som et af kontrolpunktproteinerne forsinker Bub3 starten af ​​irreversibel anafase ved at dirigere kinetochore- lokalisering ind i prometafase [2] for at opnå en dobbelt orientering. Retningen af ​​interaktion mellem kinetochorer og mikrotubuli sikrer korrekt (og selvfølgelig dobbelt orientering) vedhæftning af kromosomer til anafase. Bub3 og beslægtede proteiner, der danner spindle assembly checkpoints (SAC'er), hæmmer virkningen af ​​anafasestimuleringskomplekset (APC), hvilket forhindrer tidlig indtræden af ​​mitose i anafase og exit; dette tjener som en mekanisme for korrektheden af ​​kromosomadskillelse [4] .

Funktion

Bub3 er en væsentlig komponent i dannelsen af ​​det mitotiske spindelkompleks, som danner et kompleks med andre vigtige proteiner [5] . For korrekt celleadskillelse er det nødvendigt, at alle mitotiske spindler binder sig korrekt til kinetochorerne i hvert kromosom . Dette styres af det mitotiske spindelkontrolpunktkompleks, der fungerer som en gensidig feedback [5] . Hvis der signaleres en applikationsdefekt, vil mitosen blive standset, så alle kromosomer kan modtage amfitelbinding til spindlen. Efter fejlen er rettet, kan cellen fortsætte til anafase. Komplekset af proteiner, der regulerer cellecyklusstandsning, er BUB1 , BUB2 , BUB3 (dette protein), MAD1 , MAD2 , MAD3 og MPS1 [5] .

Rolle i samlingskontrolpunktet for fissionsspindlen

I enlige kinetochorer interagerer et kompleks bestående af BubR1, Bub3 og Cdc20 med Mad2-CDC20-komplekset for at hæmme APC, hvilket forhindrer dannelsen af ​​aktivt APC Cdc20 [6] [7] . Bub3 binder konstitutivt til BubR1; i denne position fungerer Bub3 som en nøglekomponent i SAC i dannelsen af ​​det hæmmende kompleks [8] . Securin og cyclin B stabiliserer også lone kinetochore overgange før anafase [9] . Stabilisering af cyclin og securin forhindrer nedbrydning, der fører til irreversibel og hurtig søsterkromatidadskillelse .

Dannelsen af ​​disse "inhibitorkomplekser" og "vente"-signalet er trin før aktiveringen af ​​separase ; på stadiet før starten af ​​anafase, hæmmer securin separase aktivitet og opretholder sammenhængen af ​​komplekset [4] .

Struktur

Krystalstrukturen repræsenterer Bub3-proteinet som en syv-bladet beta-propelstruktur med Wd40 -gentagelser i hvert blad dannet af fire antiparallelle beta-sheet- strenge, der er arrangeret omkring en konisk kanal. Disse mutationer repræsenterer flere vigtige interaktionsoverflader for dannelsen af ​​SAC'er, stærkt konserverede tryptofaner (i blade 1 og 3) og konserverede VAVE-sekvenser i blade 5.

Rae1 (mRNA-eksportfaktor), et andet medlem af WD40-proteinfamilien, er en meget konserveret sekvens, der ligner Bub3. Begge binder til Gle2p-bindingssekvens (GLEBS) motiverne; mens Bub3 binder specifikt til Mad3 og Bub1 , har Rae1 mere promiskuøse bindinger, der binder til både det nukleare porekompleks og Bub1. Dette indikerer ligheden af ​​interaktionen mellem Bub3 og Rae1 med Bub1 [10] .

Interaktioner

BUB3 har vist sig at interagere med BUB1B [2] [11] [12] , HDAC1 [13] og histon deacetylase 2 [13] .

Bub3 har vist sig at danne komplekser med MAD1 -Bub1 og med Cdc20 (hvis interaktion ikke kræver frie kinetochorer ). Derudover er binding til MAD2 og Mad3 [14] [8] blevet identificeret .

Bub3 styrer lokaliseringen af ​​Bub1 til kinetochorer til SAC-aktivering [2] . I både Saccharomyces cerevisiae og andre multicellulære organismer er Bub3 blevet designet til at binde BubR1 og Bub1 [4] .

De komponenter, der kræves til spindelsamlingskontrolpunktet i gær, er blevet identificeret som Bub1, Bub3, MAD1, Mad2, Mad3 og den vigtigere Mps1 (proteinkinase).

Forordning

Når SAC aktiveres, aktiveres produktionen af ​​Bub3-CDC20-komplekset også. Når kinetochore-vedhæftning er fuldført, viser spindelkontrolpunktkomplekser (inklusive BubR1-Bub3) et fald i koncentrationen [15] [16] . Bub3 fungerer også som en regulator, hvilket påvirker bindingen af ​​Mad3 til Mad2 [8] .

Strukturel og sekventiel analyse viste eksistensen af ​​tre bevarede regioner, som kaldes WD40-gentagelser. En mutation i et af disse motiver indikerer en svækkelse af Bub3's evne til at interagere med MAD2, Mad3 og Cdc20. Strukturelle data tyder på, at Bub3 fungerer som en platform, der medierer interaktionen af ​​protein SAC-komplekser [10] [8] .

Klinisk betydning

BUB3 danner et kompleks med BUB1 (BUB1/BUB3-kompleks) anafase eller cyclosomstimuleringshæmmende kompleks (APC/C), når spindelsamlingskontrolpunktet er aktiveret. BUB3 fosforylerer også:

• Cdc20 (aktivator) og hæmmer dermed aktiviteten af ​​APC/C ubiquitinligase.
• MAD1L1, som normalt interagerer med BUB1 og BUBR1 og til gengæld interagerer BUB1/BUB3 komplekset med MAD1L1.

En anden funktion af BUB3 er at fremme korrekt mikrotubuli-nesting i kinetochorer (KMT'er), når spindelsamlingskontrolpunktet er aktivt. Det spiller en vigtig rolle i lokaliseringen af ​​BUB1 kinetochore.

BUB3 fungerer som en kromosomregulator i meiotiske oocytter.

Cellecyklusdefekter i BUB3 kan bidrage til følgende sygdomme [5] :

• hepatocellulært karcinom
• mavekræft
• brystkræft
• livmoderhalskræft
• adenomatøs polypose
• arvelig osteosarkom brystkræft
• glioblastom cervicitis
• lungekræftkarcinomer
• Coli-polypose

Noter

1. ↑ PDB 2I3S : Larsen NA, Al-Bassam J., Wei RR, Harrison SC Strukturel analyse af Bub3-interaktioner i det mitotiske spindelkontrolpunkt  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2007. - Januar ( bind 104 , nr. 4 ). - S. 1201-1206 . - doi : 10.1073/pnas.0610358104 . — PMID 17227844 .
2. ↑ 1 2 3 4 Taylor SS, Ha E., McKeon F. Den humane homolog af Bub3 er nødvendig for kinetochore lokalisering af Bub1 og en Mad3  / Bub1-relateret proteinkinase  // J Cell Biol : journal. - 1998. - August ( bind 142 , nr. 1 ). - S. 1-11 . - doi : 10.1083/jcb.142.1.1 . — PMID 9660858 .
3. ↑ Entrez-gen: BUB3 BUB3 spirende uhæmmet af benzimidazoler 3-homolog (gær) . (ubestemt)
4. ↑ 1 2 3 Morgan, David O. Cellecyklussen:  kontrolprincipper . - London: Udgivet af New Science Press i samarbejde med Oxford University Press, 2007. - ISBN 0-87893-508-8 .
5. ↑ 1 2 3 4 Kalitsis P., Earle E., Fowler KJ, Choo KH Bub3-genafbrydelse i mus afslører essentiel mitotisk spindelkontrolpunktfunktion under tidlig embryogenese  // Genes Dev  .  : journal. - 2000. - September ( bind 14 , nr. 18 ). - P. 2277-2282 . - doi : 10.1101/gad.827500 . — PMID 10995385 .
6. ↑ Eytan, E., Braunstein, I., Ganoth, D. et al.  To forskellige mitotiske checkpoint-hæmmere af det anafasefremmende kompleks / cyclosom antagoniserer virkningen af ​​aktivatoren Cdc20  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2008. - Bd. 105 , nr. 7 . - P. 9181-9185 . - doi : 10.1073/pnas.0804069105 . — PMID 18591651 .
7. ↑ Fang G., Yu H og Kirschner MW Direkte binding af CDC20-proteinfamiliemedlemmer aktiverer det anafasefremmende kompleks i mitose og G1  //  Mol Cell : journal. - 1998. - Bd. 2 , nr. 2 . - S. 163-171 . - doi : 10.1016/S1097-2765(00)80126-4 . — PMID 9734353 .
8. ↑ 1 2 3 4 Fraschini, R., Beretta, A., Sironi, L., Musacchio, A. et al. Bub3-interaktion med Mad2, Mad3 og Cdc20 medieres af WD40-gentagelser og kræver ikke intakte kinetochorer  //  The EMBO Journal : journal. - 2001. - Bd. 20 , nej. 23 . - P. 6648-6659 . - doi : 10.1093/emboj/20.23.6648 . — PMID 11726501 .
9. ↑ Li, M., Li, S., Yuan, J., Wang, ZB, Sun, SC et al. Bub3 er et kontrolpunkt for spindelsamlingsprotein, der regulerer kromosomadskillelse under museoocytmeiose  // PLoS ONE : journal  /  Jin, Dong-Yan. - 2009. - Bd. 4 , nr. 11 . — P.e7701 . - doi : 10.1371/journal.pone.0007701 . — PMID 19888327 .
10. ↑ 1 2 Larsen, NA, Harrison, SC Krystalstruktur af spindelsamlingens kontrolpunktprotein Bub3  // J Mol  Biol : journal. - 2004. - Bd. 344 , nr. 4 . - S. 885-892 . - doi : 10.1016/j.jmb.2004.09.094 . — PMID 15544799 .
11. ↑ Sudakin, V; Chan G K., Yen T J. Checkpoint-hæmning af APC/C i HeLa-celler medieres af et kompleks af BUBR1, BUB3, CDC20 og MAD2  //  J. Cell Biol. : journal. - 2001. - Bd. 154 , nr. 5 . - S. 925-936 . - doi : 10.1083/jcb.200102093 . — PMID 11535616 .
12. ↑ Cayrol, C., Cougoule, C., Wright, M. Beta2-adaptin clathrin-adapteren interagerer med den mitotiske checkpoint-kinase BubR1   // Biochem . Biofys. Res. commun. : journal. - 2002. - Bd. 298 , nr. 5 . - S. 720-730 . - doi : 10.1016/S0006-291X(02)02522-6 . — PMID 12419313 .
13. ↑ 1 2 Yoon, YM, Baek, KH, Jeong, SJ et al. WD-gentagelsesholdige mitotiske checkpoint-proteiner fungerer som transkriptionelle repressorer under interfase  // FEBS Lett  . : journal. - 2004. - Bd. 575 , nr. 1-3 . - S. 23-9 . - doi : 10.1016/j.febslet.2004.07.089 . — PMID 15388328 .
14. ↑ Logarinho, E., Bousbaa, H. Kinetochore-mikrotubuli-interaktioner "in check" af Bub1, Bub3 og BubR1:  Den dobbelte opgave at vedhæfte og signalere  // Cellecyklus : journal. - 2008. - Bd. 7 , nr. 12 . - S. 1763-1768 . - doi : 10.4161/cc.7.12.6180 . — PMID 18594200 .
15. ↑ Yu, H. Regulering af APC-Cdc20 ved spindelkontrolpunktet  // Current Opinion in Cell  Biology. - Elsevier , 2002. - Vol. 14 , nr. 6 . - S. 706-714 . - doi : 10.1016/S0955-0674(02)00382-4 . — PMID 12473343 .
16. ↑ Doncic, A., Ben-Jacob, E., Einav, S., Barkai, N. Reverse Engineering of the Spindle Assembly Checkpoint  // PLoS ONE : journal  /  Khanin, Raya. - 2009. - Bd. 4 , nr. 8 . — P.e6495 . - doi : 10.1371/journal.pone.0006495 . — PMID 19652707 .

Litteratur

• Cahill DP, da Costa LT, Carson-Walter EB et al. Karakterisering af MAD2B og andre mitotiske spindel checkpoint gener  // Genomics  :  journal. - Academic Press , 1999. - Vol. 58 , nr. 2 . - S. 181-187 . - doi : 10.1006/geno.1999.5831 . — PMID 10366450 .
• Kwon TK, Hawkins AL, Griffin CA, Gabrielson E. Tildeling af BUB3 til humant kromosombånd  10q26 ved in situ hybridisering  // Cytogenetic and Genome Research : journal. — Karger Forlag, 2000. - Vol. 88 , nr. 3-4 . - S. 202-203 . - doi : 10.1159/000015547 . — PMID 10828586 .
• Saffery R., Irvine DV, Griffiths B. et al. Komponenter af den menneskelige spindelkontrolpunktkontrolmekanisme lokaliseres specifikt til den aktive centromer på dicentriske kromosomer   // Hum . Genet.  : journal. - 2001. - Bd. 107 , nr. 4 . - S. 376-384 . - doi : 10.1007/s004390000386 . — PMID 11129339 .
• Kaplan KB, Burds AA, Swedlow JR et al. En rolle for det adenomatøse polyposis coli-protein i kromosomadskillelse   // Nat . Celle biol.  : journal. - 2001. - Bd. 3 , nr. 4 . - s. 429-432 . - doi : 10.1038/35070123 . — PMID 11283619 .
• Sudakin V., Chan GK, Yen TJ Checkpoint-hæmning af APC/C i HeLa-celler medieres af et kompleks af BUBR1, BUB3, CDC20 og MAD2  //  J. Cell Biol. : journal. - 2001. - Bd. 154 , nr. 5 . - S. 925-936 . - doi : 10.1083/jcb.200102093 . — PMID 11535616 .
• Saxena A., Saffery R., Wong LH et al. Centromere proteiner Cenpa, Cenpb og Bub3 interagerer med poly(ADP-ribose) polymerase-1 protein og er poly(ADP-ribosyl)erede  //  J. Biol. Chem.  : journal. - 2002. - Bd. 277 , nr. 30 . - P. 26921-26926 . - doi : 10.1074/jbc.M200620200 . — PMID 12011073 .
• Saxena A., Wong LH, Kalitsis P. et al. Poly(ADP-ribose) polymerase 2 lokaliseres til pattedyrs aktive centromerer og interagerer med PARP-1, Cenpa, Cenpb og Bub3, men ikke Cenpc  //  Human Molecular Genetics : journal. - Oxford University Press , 2003. - Vol. 11 , nr. 19 . - S. 2319-2329 . - doi : 10.1093/hmg/11.19.2319 . — PMID 12217960 .
• Baek WK, Park JW, Lim JH et al. Molekylær kloning og karakterisering af den menneskelige spirende uhæmmet af benomyl (BUB3)  promotor  // Gen : journal. - Elsevier , 2003. - Vol. 295 , nr. 1 . - S. 117-123 . - doi : 10.1016/S0378-1119(02)00827-2 . — PMID 12242018 .
• Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH et al. Generering og indledende analyse af mere end 15.000 fuldlængde humane og muse cDNA-sekvenser  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2003. - Bd. 99 , nr. 26 . - P. 16899-16903 . - doi : 10.1073/pnas.242603899 . — PMID 12477932 .
• Liu L., Amy V., Liu G., McKeehan WL Nyt kompleks, der integrerer mitokondrier og det mikrotubulære cytoskelet med kromosomomdannelse og tumorsuppressor RASSF1 udledt ved silicohomologianalyse, interaktionskloning i gær og kolokalisering i dyrkede  celler  // In vitro Celle. dev. Biol. Anim. : journal. - 2003. - Bd. 38 , nr. 10 . - S. 582-594 . - doi : 10.1290/1543-706X(2002)38<582:NCIMAT>2.0.CO;2 . — PMID 12762840 .
• Beausoleil SA, Jedrychowski M., Schwartz D. et al. Storstilet karakterisering af HeLa celle nukleare phosphoproteiner  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2004. - Bd. 101 , nr. 33 . - S. 12130-12135 . - doi : 10.1073/pnas.0404720101 . — PMID 15302935 .
• Yoon YM, Baek KH, Jeong SJ et al. WD-gentagelsesholdige mitotiske checkpoint-proteiner fungerer som transkriptionelle repressorer under interfase  // FEBS Lett  . : journal. - 2004. - Bd. 575 , nr. 1-3 . - S. 23-9 . - doi : 10.1016/j.febslet.2004.07.089 . — PMID 15388328 .
• Gerhard DS, Wagner L., Feingold EA et al. Status, kvalitet og udvidelse af NIH fuldlængde cDNA-projektet: Mammalian Gene Collection (MGC  )  // Genome Res. : journal. - 2004. - Bd. 14 , nr. 10B . - S. 2121-2127 . - doi : 10.1101/gr.2596504 . — PMID 15489334 .
• Tang Z., Shu H., Oncel D. et al. Fosforylering af Cdc20 af Bub1 giver en katalytisk mekanisme til APC/C-hæmning ved spindelkontrolpunktet   // Mol . celle : journal. - 2004. - Bd. 16 , nr. 3 . - s. 387-397 . - doi : 10.1016/j.molcel.2004.09.031 . — PMID 15525512 .
• Andersen JS, Lam YW, Leung AK et al. Nukleolær proteomdynamik  (engelsk)  // Nature. - 2005. - Bd. 433 , nr. 7021 . - S. 77-83 . - doi : 10.1038/nature03207 . — PMID 15635413 .
• Mendoza S., David H., Gaylord GM, Miller CW Allelisk tab ved 10q26 i osteosarkom i regionen af ​​BUB3- og FGFR2-generne  //  Cancer Genet. Cytogenet. : journal. - 2005. - Bd. 158 , nr. 2 . - S. 142-147 . - doi : 10.1016/j.cancergencyto.2004.08.035 . — PMID 15796961 .
• Rual JF, Venkatesan K., Hao T. et al. Mod et kort i proteomskala over det humane protein-protein-interaktionsnetværk  (engelsk)  // Nature : journal. - 2005. - Bd. 437 , nr. 7062 . - S. 1173-1178 . - doi : 10.1038/nature04209 . — PMID 16189514 .
• Lo KW, Kogoy JM, Pfister KK Den lette DYNLT3-kæde forbinder cytoplasmatisk dynein direkte til et spindelkontrolpunktprotein, Bub3  //  J. Biol. Chem.  : journal. - 2007. - Bd. 282 , nr. 15 . - P. 11205-11212 . - doi : 10.1074/jbc.M611279200 . — PMID 17289665 .