Complexul de promovare a anafazei ( APC ), numit și ciclozom , este un compus proteic mare care joacă un rol critic în activarea anafazei mitozei . Din punct de vedere funcțional, complexul de stimulare a anafazei este o ubiquitin ligază și catalizează reacțiile de atașare a moleculelor de ubiquitină la diferite proteine țintă, care în cele din urmă sunt supuse proteolizei [2] .
Aproximativ 11-13 subunități sunt alocate în structura complexului de stimulare anafază . Miezul complexului este format din subunitatea cullin (Apc2) și domeniul RING (Apc11), la care este atașată enzima de conjugare a ubiquitinei (E2). Funcționarea complexului este reglată prin adăugarea unei subunități activatoare la momentul potrivit din ciclul celular. Doi activatori principali, Cdc20 și Cdh1, asigură interacțiunea complexului cu proteinele țintă [1] .
Una dintre țintele cheie ale complexului de stimulare a anafazei este proteina securină , a cărei distrugere duce la eliberarea separazei , o enzimă proteolitică care asigură eliminarea coeziunii cromatidei surori . La sfârșitul acestui lanț de reacții, cromatidele separate diverg către polii opuși ai celulei în diviziune . A doua țintă cheie a complexului de stimulare a anafazei sunt ciclinele mitotice , a căror degradare duce la finalizarea mitozei și citokinezei [1] . În cele din urmă, după sfârșitul diviziunii mitotice în timpul fazei G1 , complexul APC inhibă activitatea kinazelor dependente de ciclină prin distrugerea proteolitică a S- și M-ciclinelor.
Reglementarea activității complexului APC se bazează pe principiul feedback-ului negativ . În acest caz, relația poate fi urmărită între activitatea kinazelor dependente de ciclină ( ing. Cdk ) și activitatea complexului care stimulează anafaza ( ing. APC ). Pornind de la anafaza mitozei și până la sfârșitul fazei G1 , complexul APC este într-o stare activă, ceea ce pune kinazele dependente de ciclină într-o stare inactivă. Până la sfârșitul fazei G1 , dimpotrivă , sunt activate kinaze dependente de ciclină, care dezactivează complexul APC și reglează cursul ulterioar al ciclului celular până la începutul unei noi anafaze [3] .
S-a stabilit că dereglarea ciclului celular în fibroblastele umane în timpul infecției cu citomegalovirus este asociată cu inactivarea complexului APC și cu acumularea substraturilor acestuia [4] .
Proteina Cdc20 ( de exemplu proteina ciclului de diviziune celulară 20 - „proteina ciclului celular 20”) activează complexul APC în timpul tranziției unei celule în diviziune de la metafază la anafază. Se întâmplă în felul următor. În stadiul de metafază, complexul ciclin-kinază M-Cdk transformă nucleul complexului APC prin fosforilare. Ca urmare a acestei schimbări conformaționale , probabilitatea atașării activatorului Cdc20 crește. Ca urmare, complexul APC Cdc20 activat dobândește activitate ubiquitin ligază și își ubiquitinează principalele ținte, securina și ciclinele mitotice [1] .
Securina (una dintre țintele principale ale APC Cdc20 ) este o proteină inhibitoare care menține enzima separaza în starea sa inactivă. Ca urmare a reacției de ubiquitinare, securina este distrusă, iar separaza eliberată în același timp distruge cohesina . După degradarea coezinei, care asigură coeziunea cromatidelor surori, cromozomii se separă și diverg către polii diviziunii celulare [5] .
Ubiquitinarea și, ca urmare, distrugerea ciclinelor mitotice (o altă țintă importantă a APC Cdc20 ) declanșează un lanț de feedback negativ. Arata cam asa. Complexul ciclin kinazei M-Cdk activează complexul APC Cdc20 ubiquitin ligază , care distruge în mod intenționat ciclinele mitotice, ceea ce duce la degradarea complexului ciclin kinazei M-Cdk, adică lanțul de reacții duce la distrugerea activatorului original al acest lanț. Dar, deoarece activitatea APC Cdc20 este dependentă de complexul M-Cdk, inactivarea ciclin kinazei M-Cdk are ca rezultat inactivarea APC Cdc20 . Ca rezultat, APC Cdc20 este dezactivat până la sfârșitul mitozei [1] .
În toate celulele eucariote [~1] , la trecerea la faza G1 , devine necesară prevenirea reactivării kinazelor dependente de ciclină pentru a asigura o creștere stabilă a celulelor înainte de a intra în următorul ciclu celular. Inhibarea activității kinazelor dependente de ciclină în timpul fazei G1 se realizează în cel puțin trei moduri: o scădere a nivelului de expresie a genelor ciclinei, activitatea inhibitorilor kinazelor dependente de ciclină și activitatea complexului APC. , care asigură distrugerea proteolitică a S- și M-ciclinelor. Proteina Cdh1 acționează ca un activator al complexului APC în timpul fazei G1 [3] .
Proteina Cdh1 ( Cdc20 -homologue 1 - "Cdc20-homologue 1 ") activează complexul APC în etapele finale ale mitozei și la începutul fazei G1 . Acest lucru nu necesită o schimbare conformațională a complexului APC, ca în cazul activării care implică Cdc20. Cu toate acestea, condițiile pentru formarea complexului APC Cdh1 activ sunt: dezactivarea kinazelor dependente de ciclină și eliberarea proteinei Cdc20 din complexul APC Cdc20 . Ambele condiții sunt atinse până la sfârșitul mitozei, ceea ce explică activarea complexului APC Cdh1 corespunzător în timp . APC Cdh1 își îndeplinește funcțiile înainte de debutul fazei S a ciclului celular [3] .
Până la sfârșitul fazei G1, crește concentrația de G1 / S -cicline, care nu sunt recunoscute de complexul APC Cdh1 . Complexele ciclin-kinaze emergente G1 / S-Cdk fosforilează Cdh1 și astfel dezactivează complexul APC Cdh1 , după care complexul APC rămâne în stare inactivă până la anafaza mitozei [3] .
| ciclul celulei | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| faze |
| ||||||||||
| Regulatoare |
| ||||||||||