11. Активация и инактивация Cdk.

Регуляция активности – в основном пост-трансляционно.

4 основных механизма регуляции:

1) связывание с циклинами (активация связывания ATP, конформационные изменения за счет фосфорилирования САК)

2) фосфорилирование САК (CDK-activating kinase) – после (у млеков) или до (у дрожжей) связывания CDK с циклином. Не зависит от стадии клеточного цикла.

3) регуляторное ингибиторное фосфорилирование – важно для регуляции клеточного цикла. За счет различных киназ (Wee1, Myt1 у позвоночных, Mik1 у дрожжей) и фосфатаз (из семейства Cdc25).

4) связывание ингибиторных субъединиц (cyclin-dependent kinase inhibitor – CKI). CKI связываются с комплексом циклин-CDK и блокируют её киназную активность. В G1-фазе или при повреждениях ДНК. 2 основных семейства CKI: INK4 (взаимодействуют с мономером CDK, препятствуют связыванию с циклином, ингибируют киназную активность); Cip/Kip (связываются с комплексом циклин-CDK, могут ингибировать или активировать CDK – например, активируют циклин В и CDK4 или CDK6-комплексы)

Нециклиновые активаторы CDK:

- вирусные белки, гомологичные циклинам (вирус саркомы Капоши – активация CDK6)

- p35 и p39 активируют CDK5 (у p35 схожий с циклинами фолдинг)

- RINGO/Speedy (Xenopus) – активируют Cdk1 и Cdk2. Нет сходств с циклинами.

13. Atm, atr, Chk1 и Chk2 – активация и функции

Все вышеперечисленные белки - киназы.

ATM/ATR путь включается при повреждении ДНК.

Hus1 (в комплексе с Rad-белками) взаимодействует с однонитевой ДНК и, вследствие этого, активирует ATR (серин-треониновая киназа).

ATR фосфорилирует киназу Chk1. В фосфорилированном состоянии Chk1 активна и ингибирует фосфатазу cdc25 (нужную для активации циклин-зависимой киназы cdk1), что приводит к активации чекпойнта S-фазы.

ATM - тоже Ser/Thr киназа, активирующаяся при 2нитевых разрывах ДНК с помощью MRN-комплекса. При этом происходит автофосфорилирование и, как следствие, разбор неактивных димеров/тримеров ATM на активные мономеры.

ATM фосфорилирует гистон Н2А (вариант Н2АХ), что привлекает адапторные белки, которые зовут Chk2. ATM ее фосфорилирует, от этого Chk2 активируется и ингибирует фосфатазу Cdc25, см. ранее; также Chk2 фосфорилирует р53.

ATM фосфорилирует и р53, что также активирует чекпойнт или даже ведет к апоптозу.

14. Чекпойнт S-фазы У эукариот сигналом данного чекпойнта является белок RepA, который ассоциирован с ssDNA. C ним связывается ATR и стимулирует киназную активность RepA. Не совсем ясно каким образом функционирует ATR. Есть сведения что он влияет на Mcm2-7 - компоненты ДНК-хеликазного комплекса. Согласно предложенной гипотезе фосфорилирование одной или нескольких субьединиц Mcm2-7 предотвращает дальнейшее расплетание ДНК хеликазой. Присутствие ssDNA активирует ATR, который фосфорилирует Chk1(Checkpoint kinase1). При наличии dsDNA разрывов активируется ATM, которая фосфорилирует Chk2, запускается каскад, конечным результатом которого является репарация. Известно также что при наличии dsDNA разрывов активируется p53