Дерадация циклин –Cdks в клеточном цикле

Каждая фаза клеточного цикла определяется тем, какой комплекс циклин –Cdk присутствует и активен. Поэтому важно, какие циклин –Cdks вовремя инактивированы или разрушены. Убиквитин-опосредованная деградация является основным путем устранения из клеток белков клеточного цикла, уже выполнивших свои функции и гарантии того, что события клеточного цикла не будут происходить неподходящим образом. Присоединение убиквитиновых остатков к белкам-субстратам является сигналом для их деградации с помощью 26S протеосом, мультибелкового комплекса, специализирующегося на анфолдинге и протеолизе убиквитин-меченых белков. Этот процесс продвижения белка в 26S протеосоме контролируется активностью двух структурно и функционально близких комплексов – Skp-Cullin F box complex (SCF) и Anaphase promoting complex (APC). Специфичность и временная правильность деградации достигается комбинацией различных механизмов. В случае SCF, распознающие белки, известные как F-box белки, привлекают белки-мишени к SCF-комплексу. Большая часть белков-мишеней, то есть р27 и циклин Е распознаются только в том случае, если они фосфорилированы Cdks. Таким образом их деградация находится под прямым контролем Cdk-активности. В случае АРС-комплекса были идентифицированы два специальных фактора – Cdc20 и Cdh1. Как следует из названия, активность АРС необходима в начале анафазы. Она завершается деградацией белков, предотвращающих расхождение сестринских хроматид. Регуляция начала анафазы строго контролируется чекпойнтом веретена, который гарантирует, что сегрегация не может осуществиться до того, как все хромосомы правильно прикрепяться к митотическому веретену. Увеличение экспрессии Cdc20 в митозе инициирует деградацию субстратов АРС-Cdc20. Фосфорилирование Cdc20 и компонентов кора АРС комплексом циклин В –Cdk1 в дальнейшем стимулирует убиквитин-лигазную активность. Циклин В и Cdc20 оба являются субстратами АРС. Таким образом они сами стимулируют ту активность, которая является причиной их деструкции. Активность АРС-Cdh1 в ранней G1 гарантирует разрушение всех митотических белков до инициации репликации ДНК в следующем цикле.

Координация ядерных и цитоплазматических процессов во время клеточного цикла.

Важным вопросом регуляции клеточного цикла является то, каким образом Cdks координируют ядерные и цитоплазматические функции. В частности, эти белки гораздо менее статичны, чем могжет показать иммунофлуоресценция. К примеру, комплексы циклинов Е и А на препаратах фиксированных клеток имеют преимущественно ядерную локализацию. В тоже время анализ живых клеток показал, что они постоянно перемещаются между цитоплазмой и ядром. Такое постоянное перемещение позволяет им фосфорилировать одновременно ядерные и цитоплазматические субстраты и вероятно позволяет им быть доступными для регуляторов, если они расположены в различных клеточных компартментах. Такое постоянное перемещение представляется одним из важнейших свойств Cdks.