BUB3

Proteina punctului de control mitotic BUB3  este o proteină codificată la om de gena BUB3 [2] [3] .

Bub3 este implicat în reglementarea punctului de control al ansamblului fusului (SAC) ( în engleză  punctul de control al ansamblului fusului, SAC ). Nu este esențial pentru drojdie, dar este esențial pentru eucariotele superioare . Fiind una dintre proteinele punctului de control, Bub3 întârzie debutul anafazei ireversibile prin direcționarea localizării kinetocorului în prometafază [2] pentru a obține o orientare dublă. Direcția de interacțiune a kinetocorilor și microtubulilor asigură atașarea corectă (și, desigur, dublă orientare) a cromozomilor la anafază. Bub3 și proteinele înrudite care formează punctele de control pentru asamblarea fusului (SAC) inhibă acțiunea complexului de stimulare a anafazei (APC), prevenind intrarea timpurie a mitozei în anafază și ieșirea; aceasta servește ca mecanism pentru corectitudinea segregării cromozomiale [4] .

Funcția

Bub3 este o componentă esențială în formarea complexului de asamblare a fusului mitotic, care formează un complex cu alte proteine ​​importante [5] . Pentru o segregare adecvată a celulelor, este necesar ca toate fusurile mitotice să se atașeze corect de kinetocorurile fiecărui cromozom . Acest lucru este controlat de complexul punct de control al fusului mitotic, care acționează ca un feedback reciproc [5] . Dacă se semnalează un defect de aplicare, mitoza va fi oprită pentru ca toți cromozomii să primească legarea amfitelică de fus. După ce eroarea este corectată, celula poate trece la anafază. Complexul de proteine ​​care reglează stoparea ciclului celular este BUB1 , BUB2 , BUB3 (această proteină), MAD1 , MAD2 , MAD3 și MPS1 [5] .

Rolul în punctul de control de asamblare al fusului de fisiune

În cinetocorii singuri, un complex format din BubR1, Bub3 și Cdc20 interacționează cu complexul Mad2-CDC20 pentru a inhiba APC, prevenind astfel formarea APC Cdc20 activ [6] [7] . Bub3 se leagă constitutiv de BubR1; în această poziție, Bub3 acționează ca o componentă cheie a SAC în formarea complexului inhibitor [8] . Securina și ciclina B stabilizează, de asemenea, tranzițiile cinetocorului singur înainte de anafaza [9] . Stabilizarea ciclinei și securinei previne degradarea care duce la separarea ireversibilă și rapidă a cromatidelor surori .

Formarea acestor „complexe inhibitoare” și semnalul „așteptare” sunt pași înainte de activarea separazei ; în stadiul de dinainte de debutul anafazei, securina inhibă activitatea separazei și menține coeziunea complexului [4] .

Structura

Structura cristalină reprezintă proteina Bub3 ca o structură beta-propulsoare cu șapte pale cu Wd40 se repetă în fiecare lamă formată din patru fire beta-sheet antiparalele care sunt aranjate în jurul unui canal conic. Aceste mutații reprezintă mai multe suprafețe de interacțiune importante pentru formarea de SAC, triptofani foarte conservați (în lamele 1 și 3) și secvențele VAVE conservate în lama 5.

Rae1 (factor de export ARNm), un alt membru al familiei de proteine ​​WD40, este o secvență foarte conservată similară cu Bub3. Ambele se leagă la motivele secvenței de legare Gle2p (GLEBS); în timp ce Bub3 se leagă în mod specific de Mad3 și Bub1 , Rae1 are legături mai promiscue, legându-se atât la complexul porilor nucleari, cât și la Bub1. Aceasta indică asemănarea interacțiunii dintre Bub3 și Rae1 cu Bub1 [10] .

Interacțiuni

S-a demonstrat că BUB3 interacționează cu BUB1B [2] [11] [12] , HDAC1 [13] și histon deacetilaza 2 [13] .

S-a demonstrat că Bub3 formează complecși cu MAD1 -Bub1 și cu Cdc20 (a căror interacțiune nu necesită kinetocori liberi ). În plus, a fost identificată legarea la MAD2 și Mad3 [14] [8] .

Bub3 controlează localizarea lui Bub1 la kinetochores pentru activarea SAC [2] . Atât în ​​Saccharomyces cerevisiae , cât și în alte organisme multicelulare, Bub3 a fost conceput pentru a lega BubR1 și Bub1 [4] .

Componentele care sunt necesare pentru punctul de control al ansamblului fusului în drojdie au fost identificate ca Bub1, Bub3, MAD1, Mad2, Mad3 și mai important Mps1 (protein kinaza).

Regulamentul

Când SAC este activat, producția complexului Bub3-CDC20 este, de asemenea, activată. Când atașarea kinetocorului este completă, complexele de puncte de control ale fusului (inclusiv BubR1-Bub3) arată o scădere a concentrației [15] [16] . Bub3 acționează și ca un regulator, influențând legarea Mad3 de Mad2 [8] .

Analiza structurală și secvențială a arătat existența a trei regiuni conservate, care sunt numite repetă WD40. O mutație a unuia dintre aceste motive indică o afectare a capacității Bub3 de a interacționa cu MAD2, Mad3 și Cdc20. Datele structurale sugerează că Bub3 acționează ca o platformă care mediază interacțiunea complexelor proteine ​​SAC [10] [8] .

Semnificație clinică

BUB3 formează un complex cu BUB1 (BUB1/BUB3-complex) anafaza sau complexul inhibitor al stimularii ciclozomilor (APC/C) odată ce punctul de control al ansamblului fusului este activat. De asemenea, BUB3 fosforilează:

• Cdc20 (activator) și astfel inhibă activitatea ubiquitin ligazei APC/C.
• MAD1L1, care interacționează în mod normal cu BUB1 și BUBR1 și, la rândul său, complexul BUB1/BUB3 interacționează cu MAD1L1.

O altă funcție a BUB3 este de a promova cuibărirea adecvată a microtubulilor în kinetochores (KMT) atunci când punctul de control al ansamblului fusului este activ. Joacă un rol important în localizarea kinetocorului BUB1.

BUB3 servește ca regulator cromozomial în ovocitele meiotice.

Defectele ciclului celular în BUB3 pot contribui la următoarele boli [5] :

• carcinom hepatocelular
• cancer la stomac
• cancer mamar
• cancer cervical
• polipoză adenomatoasă
• cancer de sân osteosarcom ereditar
• cervicita cu glioblastom
• carcinoame de cancer pulmonar
• Coli-polipoză

Note

1. ^ PDB 2I3S : Larsen NA, Al-Bassam J., Wei RR, Harrison SC Structural analysis of Bub3 interactions in the mitotic spindle checkpoint  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2007. - ianuarie ( vol. 104 , nr. 4 ). - P. 1201-1206 . - doi : 10.1073/pnas.0610358104 . — PMID 17227844 .
2. ↑ 1 2 3 4 Taylor SS, Ha E., McKeon F. Omologul uman al lui Bub3 este necesar pentru localizarea kinetocorului lui Bub1 și a unei proteine ​​kinaze legate de  Mad3  / Bub1 // J Cell Biol : jurnal. - 1998. - August ( vol. 142 , nr. 1 ). - P. 1-11 . - doi : 10.1083/jcb.142.1.1 . — PMID 9660858 .
3. ↑ Gena Entrez: înmugurire BUB3 BUB3 dezinhibată de omologul benzimidazolilor 3 (drojdie) . (nedefinit)
4. ↑ 1 2 3 Morgan, David O. Ciclul celular: principiile  controlului . - Londra: Publicat de New Science Press în asociere cu Oxford University Press, 2007. - ISBN 0-87893-508-8 .
5. ↑ 1 2 3 4 Kalitsis P., Earle E., Fowler KJ, Choo KH Bub3 întreruperea genei la șoareci dezvăluie funcția esențială a punctului de control al fusului mitotic în timpul embriogenezei timpurii  // Genes Dev  .  : jurnal. - 2000. - Septembrie ( vol. 14 , nr. 18 ). - P. 2277-2282 . - doi : 10.1101/gad.827500 . — PMID 10995385 .
6. ↑ Eytan, E., Braunstein, I., Ganoth, D. și colab.  Doi inhibitori diferiți ai punctelor de control mitotice ai complexului de promovare a anafazei / ciclozomului antagonizează acțiunea activatorului Cdc20  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2008. - Vol. 105 , nr. 7 . - P. 9181-9185 . - doi : 10.1073/pnas.0804069105 . — PMID 18591651 .
7. ↑ Fang G., Yu H și Kirschner MW Legarea directă a membrilor familiei de proteine ​​CDC20 activează complexul de promovare a anafazei în mitoză și  celulele G1 //  Mol : jurnal. - 1998. - Vol. 2 , nr. 2 . - P. 163-171 . - doi : 10.1016/S1097-2765(00)80126-4 . — PMID 9734353 .
8. ↑ 1 2 3 4 Fraschini, R., Beretta, A., Sironi, L., Musacchio, A. et al. Interacțiunea Bub3 cu Mad2, Mad3 și Cdc20 este mediată de repetări WD40 și nu necesită kinetocori intacte  //  The EMBO Journal : jurnal. - 2001. - Vol. 20 , nr. 23 . - P. 6648-6659 . - doi : 10.1093/emboj/20.23.6648 . — PMID 11726501 .
9. ↑ Li, M., Li, S., Yuan, J., Wang, ZB, Sun, SC și colab. Bub3 este un punct de control al ansamblului fusului care reglează segregarea cromozomilor în timpul meiozei ovocitelor de șoarece  // PLoS ONE : jurnal  /  Jin, Dong-Yan. - 2009. - Vol. 4 , nr. 11 . — P.e7701 . - doi : 10.1371/journal.pone.0007701 . — PMID 19888327 .
10. ↑ 1 2 Larsen, NA, Harrison, SC Structura cristalină a proteinei punct de control al ansamblului fusului Bub3  // J Mol  Biol : jurnal. - 2004. - Vol. 344 , nr. 4 . - P. 885-892 . - doi : 10.1016/j.jmb.2004.09.094 . — PMID 15544799 .
11. ↑ Sudakin, V; Chan G K., Yen T J. Inhibarea punctului de control a APC/C în celulele HeLa este mediată de un complex de BUBR1, BUB3, CDC20 și MAD2  //  J. Cell Biol. : jurnal. - 2001. - Vol. 154 , nr. 5 . - P. 925-936 . - doi : 10.1083/jcb.200102093 . — PMID 11535616 .
12. ↑ Cayrol, C., Cougoule, C., Wright, M. Adaptorul de clatrină beta2-adaptin interacționează cu kinaza punctului de control mitotic BubR1   // Biochem . Biophys. Res. comun. : jurnal. - 2002. - Vol. 298 , nr. 5 . - P. 720-730 . - doi : 10.1016/S0006-291X(02)02522-6 . — PMID 12419313 .
13. ↑ 1 2 Yoon, YM, Baek, KH, Jeong, SJ și colab. Proteinele punctului de control mitotic care conțin repetare WD acționează ca represori transcripționali în timpul interfazei  // FEBS Lett  . : jurnal. - 2004. - Vol. 575 , nr. 1-3 . - P. 23-9 . - doi : 10.1016/j.febslet.2004.07.089 . — PMID 15388328 .
14. ↑ Logarinho, E., Bousbaa, H. Kinetochore -microtubuli interactions "in check" by Bub1, Bub3 and BubR1:  The dual task of attaching and signaling  // Cell Cycle : jurnal. - 2008. - Vol. 7 , nr. 12 . - P. 1763-1768 . - doi : 10.4161/cc.7.12.6180 . — PMID 18594200 .
15. ↑ Yu, H. Reglementarea APC-Cdc20 de către punctul de control al fusului  // Opinia curentă în  biologia celulară. - Elsevier , 2002. - Vol. 14 , nr. 6 . - P. 706-714 . - doi : 10.1016/S0955-0674(02)00382-4 . — PMID 12473343 .
16. ↑ Doncic, A., Ben-Jacob, E., Einav, S., Barkai, N. Reverse Engineering of the Spindle Assembly Checkpoint  // PLoS ONE : journal  /  Khanin, Raya. - 2009. - Vol. 4 , nr. 8 . — P.e6495 . - doi : 10.1371/journal.pone.0006495 . — PMID 19652707 .

Literatură

• Cahill DP, da Costa LT, Carson-Walter EB et al. Caracterizarea MAD2B și a altor gene ale punctelor de control ale fusului mitotic  // Genomics  :  journal. - Academic Press , 1999. - Vol. 58 , nr. 2 . - P. 181-187 . - doi : 10.1006/geno.1999.5831 . — PMID 10366450 .
• Kwon TK, Hawkins AL, Griffin CA, Gabrielson E. Atribuirea BUB3 la banda de cromozom uman  10q26 prin hibridizare in situ  // Cercetare citogenetică și genomică : jurnal. — Karger Publishers, 2000. - Vol. 88 , nr. 3-4 . - P. 202-203 . - doi : 10.1159/000015547 . — PMID 10828586 .
• Saffery R., Irvine DV, Griffiths B. et al. Componentele mecanismului de control al punctului de control al fusului uman se localizează în mod specific la centromerul activ de pe cromozomii dicentrici   // Hum . Genet.  : jurnal. - 2001. - Vol. 107 , nr. 4 . - P. 376-384 . - doi : 10.1007/s004390000386 . — PMID 11129339 .
• Kaplan KB, Burds AA, Swedlow JR și colab. Un rol pentru proteina polipoză adenomatoasă coli în segregarea cromozomilor   // Nat . Biol celular.  : jurnal. - 2001. - Vol. 3 , nr. 4 . - P. 429-432 . - doi : 10.1038/35070123 . — PMID 11283619 .
• Sudakin V., Chan GK, Yen TJ Inhibarea punctului de control a APC/C în celulele HeLa este mediată de un complex de BUBR1, BUB3, CDC20 și MAD2  //  J. Cell Biol. : jurnal. - 2001. - Vol. 154 , nr. 5 . - P. 925-936 . - doi : 10.1083/jcb.200102093 . — PMID 11535616 .
• Saxena A., Saffery R., Wong LH et al. Proteinele centromere Cenpa, Cenpb și Bub3 interacționează cu proteina poli(ADP-riboză) polimerază-1 și sunt poli(ADP-ribozil)ate  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 2002. - Vol. 277 , nr. 30 . - P. 26921-26926 . - doi : 10.1074/jbc.M200620200 . — PMID 12011073 .
• Saxena A., Wong LH, Kalitsis P. et al. Poli(ADP-riboză) polimeraza 2 se localizează la centromerii activi la mamifere și interacționează cu PARP-1, Cenpa, Cenpb și Bub3, dar nu cu Cenpc  // Genetica moleculară  umană : jurnal. - Oxford University Press , 2003. - Vol. 11 , nr. 19 . - P. 2319-2329 . - doi : 10.1093/hmg/11.19.2319 . — PMID 12217960 .
• Baek WK, Park JW, Lim JH și colab. Clonarea moleculară și caracterizarea înmuguririi umane neinhibată de  promotorul benomil (BUB3)  // Genă : jurnal. - Elsevier , 2003. - Vol. 295 , nr. 1 . - P. 117-123 . - doi : 10.1016/S0378-1119(02)00827-2 . — PMID 12242018 .
• Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH și colab. Generarea și analiza inițială a mai mult de 15.000 de secvențe de ADNc umane și de șoarece de lungime completă  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2003. - Vol. 99 , nr. 26 . - P. 16899-16903 . - doi : 10.1073/pnas.242603899 . — PMID 12477932 .
• Liu L., Amy V., Liu G., McKeehan WL Novel complex care integrează mitocondriile și citoscheletul microtubular cu remodelarea cromozomală și supresor tumoral RASSF1 dedus prin analiza de omologie in silico, clonarea interacțiunii în drojdie și colocalizarea în  celulele de cultură  // In Vitro Celulă. dev. Biol. Anim. : jurnal. - 2003. - Vol. 38 , nr. 10 . - P. 582-594 . - doi : 10.1290/1543-706X(2002)38<582:NCIMAT>2.0.CO;2 . — PMID 12762840 .
• Beausoleil SA, Jedrychowski M., Schwartz D. et al. Caracterizarea la scară largă a fosfoproteinelor nucleare de celule HeLa  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2004. - Vol. 101 , nr. 33 . - P. 12130-12135 . - doi : 10.1073/pnas.0404720101 . — PMID 15302935 .
• Yoon YM, Baek KH, Jeong SJ și colab. Proteinele punctului de control mitotic care conțin repetare WD acționează ca represori transcripționali în timpul interfazei  // FEBS Lett  . : jurnal. - 2004. - Vol. 575 , nr. 1-3 . - P. 23-9 . - doi : 10.1016/j.febslet.2004.07.089 . — PMID 15388328 .
• Gerhard DS, Wagner L., Feingold EA și colab. Starea, calitatea și extinderea proiectului ADNc complet al NIH: Colecția de gene de mamifere (MGC  )  // Genome Res. : jurnal. - 2004. - Vol. 14 , nr. 10B . - P. 2121-2127 . - doi : 10.1101/gr.2596504 . — PMID 15489334 .
• Tang Z., Shu H., Oncel D. şi colab. Fosforilarea Cdc20 de către Bub1 oferă un mecanism catalitic pentru inhibarea APC/C de către punctul de control al fusului   // Mol . celulă : jurnal. - 2004. - Vol. 16 , nr. 3 . - P. 387-397 . - doi : 10.1016/j.molcel.2004.09.031 . — PMID 15525512 .
• Andersen JS, Lam YW, Leung AK și colab. Dinamica proteomelor nucleolare  (engleză)  // Natura. - 2005. - Vol. 433 , nr. 7021 . - P. 77-83 . - doi : 10.1038/nature03207 . — PMID 15635413 .
• Mendoza S., David H., Gaylord GM, Miller CW Pierderea alelică la 10q26 în osteosarcomul din regiunea genelor BUB3 și FGFR2  //  Cancer Genet. Cytogenet. : jurnal. - 2005. - Vol. 158 , nr. 2 . - P. 142-147 . - doi : 10.1016/j.cancergencyto.2004.08.035 . — PMID 15796961 .
• Rual JF, Venkatesan K., Hao T. et al. Către o hartă la scară proteomă a rețelei de interacțiune proteină-proteină umană  (engleză)  // Nature : journal. - 2005. - Vol. 437 , nr. 7062 . - P. 1173-1178 . - doi : 10.1038/nature04209 . — PMID 16189514 .
• Lo KW, Kogoy JM, Pfister KK Lanțul ușor DYNLT3 leagă direct dineina citoplasmatică la o proteină a punctului de control al fusului, Bub3  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 2007. - Vol. 282 , nr. 15 . - P. 11205-11212 . - doi : 10.1074/jbc.M611279200 . — PMID 17289665 .