Cdk-aktiverende kinase

Cdk-aktiverende kinase [2] [3] ( Cdk  -aktiverende kinase, CAK ) er et enzym af proteinkinase- underklassen , der aktiverer cyclin-afhængig kinase (Cdk) ved phosphorylering af aminosyreresten threonin i den katalytiske region af cyclin- afhængig kinase [1] . En af hovedfunktionerne af CAK-kinase er deltagelse i aktiveringen af ​​Cdk, og som følge heraf deltagelse i reguleringen af ​​cellecyklussen . En anden væsentlig funktion af CAK-kinase er deltagelse i gentranskription .

I processen med Cdk-aktivering kan CAK-kinase virke både før og efter Cdk er kombineret med cyclin . Desuden betragtes phosphorylering med CAK-kinase som en post-translationel modifikation , der er nødvendig for Cdk's funktion, da nøglebegivenheden i Cdk-aktivering er tilsætningen af ​​cyclin og ikke phosphorylering med deltagelse af CAK-kinase [1] .

Bygning

Strukturen af ​​CAK-kinasen er meget variabel på tværs af arter . Hos hvirveldyr og Drosophila er Cdk-aktiverende kinase et kompleks af tre underenheder : den katalytiske underenhed, cyclinafhængig kinase Cdk7 ; aktiverende underenhed - cyclin H ; samt den tredje underenhed Mat1 [1] . Det skal bemærkes, at Cdk7 i CAK-kinasen har en vigtig forskel fra andre medlemmer af familien af ​​cyclin-afhængige kinaser: for at aktivere Cdk7-cyclin H-komplekset er det nok at vedhæfte Mat1-underenheden [4] .

I spirende gær fungerer proteinkinasen Cak1 som CAK , og gær -Cdk7- homologen , kaldet Kin28 , er ikke involveret i aktiveringen af ​​cyclin-afhængige kinaser. To typer CAK-kinaser er karakteristiske for fissionsgær : for det første Mcs6 - Mcs2 -komplekset, som er homologt med pattedyr -Cdk7-cyclin H-komplekset ; for det andet Csk1 -proteinkinasen , svarende til den spirende gærproteinkinase Cak1 [ 1] .

Funktioner

Cdk-aktivering

Cdk-aktiverende kinase tilhører en underklasse af proteinkinase- enzymer og modificerer cyclin-afhængige kinaser ( eng.  Cdk ) ved phosphorylering af aminosyreresten threonin som en del af den telomere loop af den katalytiske region af cyclin-afhængig kinase. CAK-kinaseaktivitet gennem hele cellecyklussen forbliver på et konstant højt niveau [~ 1] og reguleres ikke af nogen af ​​de kendte cellecykluskontrolsystemer. Processen med phosphorylering af CAK-kinase betragtes således som en post-translationel modifikation , der er nødvendig for Cdk-funktionen, da nøglebegivenheden i Cdk-aktivering er tilsætningen af ​​cyclin og ikke phosphorylering med deltagelse af CAK-kinase [1] .

I processen med Cdk-aktivering kan CAK-kinase virke både før og efter kombinationen af ​​Cdk med cyclin. For eksempel sker phosphorylering af CAK-kinase i pattedyrceller kun efter kombinationen af ​​cyclin og Cdk-underenheder til et enkelt cyclinkinasekompleks. Den modsatte sekvens af Cdk-aktivering observeres i spirende gær - Cdk-phosphorylering med deltagelse af CAK-kinase fortsætter før cyclinbinding [1] .

De etablerede substrater for CAK-kinasen Cdk7-cyclin H-Mat1 er: Cdk1 , Cdk2 , Cdk4 , Cdk6 [4] .

Transskriptionel regulering

Ud over at aktivere cyclinafhængige kinaser er CAK-kinase også involveret i reguleringen af ​​transkription. I nogle hvirveldyr, for eksempel, er Cdk7-cyclin H-Mat1-komplekset en del af transkriptionsfaktor II H ( transkriptionsfaktor II H, TFIIH ) .  Transkriptionsfaktoren II H er på sin side en del af præ-initieringskomplekset, som er involveret i initieringen af ​​gentranskription med involvering af RNA-polymerase II . I spirende gær påvirker CAK-kinase Cak1 indirekte gentranskription gennem phosphorylering og aktivering af Kin28-kinase, som interagerer med gærtranskriptionsfaktoren TFIIH. Endelig er to typer fissionsgær CAK-kinaser, Mcs6-Mcs2 og Csk1, i stand til at påvirke henholdsvis transskription, både direkte og indirekte [1] .

Noter

1. ↑ Men (i eksemplet med humane celler) blev det fundet, at niveauet og aktiviteten af ​​Cdk7 falder med cellens overgang til G 0 -fasen [4] .

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Morgan D.O., 2007 , s. 34.
2. ↑ Alberts et al., 2013 , s. 1650.
3. ↑ Millson S. , van Oosten-Hawle P. , Alkuriji MA , Truman A. , Siderius M. , Piper PW Cdc37 engagerer sig i stabil, S14A-mutationsforstærket forbindelse med det mest atypiske medlem af gærkinomet, Cdk-aktiverende kinase ( Cak1).  (engelsk)  // Cellestress & chaperones. - 2014. - Bd. 19, nr. 5 . - S. 695-703. - doi : 10.1007/s12192-014-0497-4 . — PMID 24452458 .
4. ↑ 1 2 3 Johnson, Lolli, 2005 , s. 572.
5. ↑ Morgan D.O., 2007 , s. 35.

Litteratur

• B. Alberts, A. Johnson, D. Lewis et al. Molecular biology of the cell / Oversættelse fra engelsk - A.N. Dyakonova, A.V. Dyuba og A.A. Svetlov. Ed. - E.S. Shilova, B.P. Kopnina, M.A. Lagarkova, D.V. Kuprash.. - M.-Izhevsk: Forskningscenter "Regular and Chaotic Dynamics", 2013. - S. 1650. - 2821 s. - ISBN 978-5-4344-0137-1 .
• Morgan DO Cellecyklussen: principper for kontrol. — Ny videnskabspresse, 2007. — 297 s. - ISBN 978-0-9539181-2-6 .
• Graziano Lolli og Louise N. Johnson. CAK - cyclinafhængig aktiverende kinase: en nøglekinase i cellecykluskontrol og et mål for lægemidler?  (engelsk)  // Cell Cycle. - 2005. - Nej. 4 . - s. 572-577.