BUB1
| BUB1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , BUB1A, BUB1L, hBUB1 mitotyczny punkt kontrolny kinaza serynowo-treoninowa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory zewnętrzne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mitotyczny punkt kontrolny kinazy serynowo-treoninowej BUB1, znany również jako BUB1 (pączkowanie niehamowane przez benzimidazole 1), jest enzymem , który u ludzi jest kodowany przez gen BUB1 .
Bub1 to białkowa kinaza serynowo/treoninowa zidentyfikowana po raz pierwszy w genetycznych badaniach przesiewowych Saccharomyces cerevisiae . Białko wiąże się z kinetochorami i odgrywa kluczową rolę w tworzeniu punktu kontrolnego wrzeciona mitotycznego i kongresu chromosomów. Kinaza mitotycznego punktu kontrolnego jest konserwowana ewolucyjnie w organizmach tak różnych, jak Saccharomyces cerevisiae i ludzie. Donoszono , że mutacje powodujące utratę funkcji lub brak Bub1 powodują aneuploidię , niestabilność chromosomalną ( CIN ) i przedwczesne starzenie .
Struktura
Bub1p zawiera konserwatywny region N-końcowy , centralny region niekonserwowany i C-końcową domenę kinazy serynowo/treoninowej. Region N-końcowy pośredniczy w wiązaniu Hs-BUB1 z mitotycznym białkiem kinetochoru blinkin (białko powszechnie określane również jako AF15q14). Ta ostatnia interakcja jest niezbędna do lokalizacji kinetochoru Bub1 i jego funkcji w zatrzymaniu cyklu komórkowego indukowanego przez punktu kontrolnego zespołu wrzeciona (SAC). Struktura krystaliczna ludzkiego Bub1 ujawniła obecność N-końcowej tetratrikopeptydowych (TPR) i C-końcowej domeny kinazy (reszty 784–1085), przyjmując kanoniczny fałd kinazy z dwoma płatami. Wiązanie ATP i miejsca katalityczne znajdują się na styku dwóch płatów. N-końcowe przedłużenie zawiera trzy nici β i helisę α , owijające się wokół płata N domeny kinazy.
Lokalizacja subkomórkowa
U ludzi Bub1 gromadzi się stopniowo podczas fazy G1 i S cyklu komórkowego , osiąga szczyt w G2/M i dramatycznie spada po mitozie. Podczas profazy lokalizuje się jako jedno z pierwszych białek w zewnętrznym kinetochorze, procesie ogólnie związanym z prawidłowym synchronizacją mitozy i odpowiedzią punktu kontrolnego na uszkodzenie wrzeciona.
Funkcjonować
Kinaza białkowa Bub1 pełni wszechstronne i odrębne funkcje podczas cyklu komórkowego, głównie w dopasowaniu SAC i chromosomów podczas metafazy. Zidentyfikowana obecnie sieć interakcji białka jest podobnie złożona (patrz ryc. 1).
W komórkach eukariotycznych SAC służy jako centralny mechanizm nadzoru zapewniający niezawodne przekazywanie chromosomów następnemu pokoleniu. Kilka składników monitoruje prawidłowe dwubiegunowe przyczepienie mikrotubul do kinetochoru, przypuszczalnie poprzez wykrywanie napięcia. z metafazy do anafazy jest zatrzymywane przez SAC tak długo, jak pojedyncze kinetochory nie są połączone z bipolarnymi mikrotubulami, co sugeruje potrzebę wysoce czułego szlaku sygnałowego. Uważano, że Bub1 jest głównym regulatorem formowania i sygnalizacji SAC. Co najmniej trzynaście innych białek ( Mad1 , MAD2 , MAD3 /BubR1, BUB3 , Mps1 itd.) jest częścią punktu kontrolnego, spośród których wiele zidentyfikowano jako wchodzących w interakcje z Bub1.
Po aktywacji SAC Bub1 bezpośrednio fosforyluje koaktywator APC /C, Cdc20 . To zdarzenie fosforylacji jest prawdopodobnie osiągane w kompleksie z Bub3, który sam został poddany wcześniejszej fosforylacji przez Bub1. Fosforylacja Cdc20 ostatecznie prowadzi do zmniejszenia aktywności APC/C, która warunkuje przejście z metafazy do anafazy. Z kolei APC/C, teraz w kompleksie z Cdh1, działa również na Bub1, przygotowując go do degradacji w celu wyjścia z mitozy.
Ponadto lokalizacja kinetochoru Bub1 na wczesnym etapie G2 lub profazy jest kolejnym aspektem funkcjonowania SAC. Uważa się, że Bub1 służy jako platforma rekrutująca inne białka kontrolne i motoryczne, takie jak Mad1, Mad2, BubR1, CENP-E i PLK1 do kinetochoru. Rzeczywiście, ostatnie dane sugerują, że podstawową rolą Bub1 podczas aktywności SAC nie jest fosforylacja Cdc20, ale raczej rekrutacja BubR1, Mad1 i Mad2.
Po uszkodzeniu wrzeciona Bub1 jest również wyzwalany w celu fosforylacji Mad1, co prowadzi do dysocjacji kompleksu Mad1-Mad2, a tym samym czyni Mad2 dostępnym do hamowania Cdc20. Bub1 ogólnie chroni spójność chromatydu siostrzanego poprzez wzmacnianie lokalizacji białka Shugoshin ( Sgo1 ) w regionie centromerowym. Poprzez rekrutację fosfatazy PP2A Bub1 hamuje działanie PLK1, które usuwa Sgo1 z centromeru.
Przeciwnie, lokalizacja PLK1, jak wspomniano, zależy również od aktywności Bub1. Badania ekstraktów Xenopus przy użyciu wyczerpania RNAi lub przeciwciał wykazały kluczową funkcję Bub1 w organizacji wewnętrznego centromeru. Podobnie jak jego rola w składaniu kinetochoru, rekrutuje członków chromosomalnego kompleksu pasażerskiego (CPC), takich jak kinaza Aurora B , surwiwina i INCENP . Zaobserwowano bezpośrednią fosforylację INCENP przez Bub1.
Wyczerpanie ludzkiego Bub1 za pośrednictwem RNAi wskazało na funkcję w prawidłowej kongresie metafazy. Zidentyfikowane dalsze cele to odrębne białka kinetochoru, takie jak CENP-F , MCAK i wspomniany Sgo1.
Implikacje w raku
Zakłócone mitotyczne punkty kontrolne są wspólną cechą wielu ludzkich nowotworów. Dokładniej, mutacje w punkcie kontrolnym wrzeciona mogą prowadzić do niestabilności chromosomów i aneuploidii, cechy obecnej w ponad 90% wszystkich guzów litych. Mutacje powodujące utratę funkcji lub zmniejszoną ekspresję genu Bub1 zidentyfikowano w kilku ludzkich nowotworach, takich jak rak okrężnicy, przełyku, żołądka, piersi i czerniak. Stwierdzono korelację między poziomami ekspresji Bub1 a lokalizacją guzów wraz z ich ciężkością. Na przykład niski poziom ekspresji Bub1 powodował więcej mięsaków, chłoniaków i guzów płuc, podczas gdy wyższy powodował mięsaki i nowotwory w wątrobie. Ponadto Bub1 został zidentyfikowany jako cel dużego antygenu T wirusa SV-40, prawdopodobnie przyczyniając się do jego potencjału do transformacji onkogennej. Wskazania do możliwego udziału Bub1 w powstawaniu nowotworów pochodzą również z eksperymentów na zwierzętach, w których myszy ze zmniejszoną ekspresją Bub1 wykazały wzrost podatności na nowotwór. Knockdown Bub1 in vitro w p53 (np. komórkach HeLa) spowodował aneuploidię. To, czy sama aneuploidia jest wystarczającą przyczyną powstawania nowotworów, czy raczej zwykłą konsekwencją, było przedmiotem debaty naukowej.
Związek z niezależną od kaspazy śmiercią mitotyczną (CIMD)
Ostatnio Bub1 został zidentyfikowany jako negatywny regulator CIMD. Wyczerpanie Bub1 powoduje zwiększenie CIMD w celu uniknięcia aneuploidii spowodowanej zmniejszonym funkcjonowaniem SAC. aktywność transkrypcyjna p73 jest hamowana przez fosforylację. Do tej pory nie zwizualizowano bezpośredniej interakcji między tymi dwoma graczami, dlatego cząsteczki łączące Bub1 i p73 nie zostały jeszcze określone. Zaproponowano również, że Bub1 wiąże p53, aby uniemożliwić mu aktywację genów proapoptotycznych, dlatego p53 jest w stanie indukować apoptozę , gdy Bub1 jest wyczerpany. Jednak nie wykazano jeszcze interakcji między p53 i Bub1, podczas gdy donoszono o wiązaniu p53 z BubR1.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Lokalizacja ludzkiego genomu BUB1 i strona szczegółów genu BUB1 w przeglądarce genomu UCSC .