PRC1 - PRC1
Proteinový regulátor cytokineze 1 (PRC1) je protein že u lidí je kódován PRC1 gen a je zapojen do cytokineze.[5][6]
Funkce
PRC1 protein je exprimován na relativně vysokých úrovních během S a G2 / M fází buněčného cyklu před dramatickým poklesem po mitotickém výstupu a vstupu do G1 fáze. PRC1 se nachází v jádro v době mezifáze, je během anafáze vysoce dynamickým způsobem asociován s mitotickým vřetenem a během cytokineze se lokalizuje do buněčného středního těla. PRC1 byl poprvé identifikován v roce 1998 pomocí „in vitro“ fosforylační screeningové metody a ukázalo se, že je substrátem několika cyklin-dependentní kinázy (CDK).[5] Odpovídajícím způsobem se ukázalo, že ablace PRC1 narušuje vřetenovou midzonovou soustavu v savčích systémech.[7]
Byly pozorovány nejméně tři alternativně sestříhané varianty transkriptu kódující odlišné izoformy PRC1.[6] Navíc má PRC1 sekvenční homologii s Ase1 v kvasinkách, SPD-1 (vřeteno defektní 1) v C. elegans, Feo dovnitř D. melanogaster a MAP65 v rostlinách, které všechny spadají do konzervované rodiny nemotorů proteiny spojené s mikrotubuly (MAPY).[8][9][10]
Struktura
Krystalová struktura PRC1 byla teprve nedávno charakterizována in vitro. V roce 2013 byla PRC1 ilustrována jako dlouhá molekula skládající se z C-konce spektrin doména vázající mikrotubuly, doména rozšířené tyče a doména N-terminální dimerizace.[9][11] Skládá se ze složitého uspořádání a-helixů, doména tyče spolu s N-koncem vedoucím dimerizaci spolupracují k usnadnění vazby dalších proteinů, jako je kinesin-4, na PRC1. Rodová doména PRC1 přijímá několik konformací, které jsou ovlivněny její C-koncovou doménou spektrinu. Byl navržen model, ve kterém PRC1 pravděpodobně bude flexibilní molekulou jak v roztoku, tak na jednotlivých mikrotubulích, ale stane se rigidnější, když jsou domény vázající mikrotubuly omezeny zesíťováním antiparalelních mikrotubulárních vláken, které je patrné ve středové zóně vřetena. Celková struktura homodimeru PRC1 připomíná proteiny vázající aktin a tento proces zesíťování mikrotubulárních vláken je podobný jako u aktin.[9]
Role v cytokinéze
Role PRC1 při tvorbě mikrotubulů ve střední zóně, nezbytná pro cytokinetickou aparát savců, je umožněna díky spolupráci s Kinesin-4 při vytváření kontrolované zóny překrývajících se antiparalelních mikrotubulů ve středové zóně vřetena.[12] PRC1 je normálně inhibován až do nástupu anafáze fosforylací zprostředkovanou CDK1, což brání její dimerizaci. Po nástupu anafáze a odstranění inhibiční fosforylace CDK1 se tvoří dimery PRC1. Tyto homodimery specificky rozpoznávají antiparalelní přesahy mikrotubulů, které se nacházejí ve středové zóně vřetena, a váží se, což umožňuje klouzání mikrotubulů, zesíťování mikrotubulárních vláken a sestavení proteinů zprostředkujících centrální vřeteno, včetně, ale bez omezení na, kinezin-4.[12][13]
Dimery PRC1, požadované pro vysoce afinitní interakci s kinezinem-4, rekrutují kinezin-4 do oblastí antiparalelního překrytí mikrotubulů, kde Kinesin-4, motorický protein zaměřený na plus-konec, který inhibuje dynamiku mikrotubulů, pomáhá vytvářet konec závislý na délce značky, které pomáhají stabilizovat a regulovat vřetenové mikrotubuly v rámci cytokineze.[9][12] Tento komplex PRC1-kinesin-4 diferenciálně identifikuje a reguluje mikrotubuly středové zóny vřetena během dělení buněk.[12] Tato regulace je zásadní pro správný postup cytokinézy.
Interakce
- PRC1 je nemotorický protein spojený s mikrotubuly (MAP), jehož C-koncová spektrinová doména (aa 341-640) váže mikrotubuly s mikromolární afinitou (0,6 +/- 0,3 uM) [14]
- Bylo prokázáno, že PRC1 komunikovat s TRIM37.[15]
- PRC1 interaguje s kinesinem-4, který hraje důležitou roli při křížení vřetenových mikrotubulů a nastavení délky středních zón v savčí cytokinéze.[9]
- PRC1 je negativně modulován zejména CDK CDK1.[13]
- PLK1 negativně reguluje PRC1 až fosforylace na Thr-602, poblíž C-konec PRC1, pouze po defosforylaci PRC1 na inhibičním místě CDK1.[12][16]
- PRC1 se váže přímo na podjednotku CYK-4 komplexu centralspindlin, aby stabilizoval centrální vřeteno.[17]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000198901 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000038943 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ A b Jiang W, Jimenez G, Wells NJ, Hope TJ, Wahl GM, Hunter T, Fukunaga R (1998). „PRC1: lidský mitotický vřetenový asociovaný substrátový protein CDK potřebný pro cytokinezi“. Mol. Buňka. 2 (6): 877–85. doi:10.1016 / S1097-2765 (00) 80302-0. PMID 9885575.
- ^ A b "Entrez Gene: PRC1 proteinový regulátor cytokineze 1".
- ^ Eggert USA, Mitchison TJ, Field CM (2006). "Cytokineze zvířat: Od seznamu dílů k mechanismům". Annu. Biochem. 75: 543–66. doi:10,1146 / annurev.biochem.74.082803.133425. PMID 16756502.
- ^ Bieling P, Telley IA, Surrey T (2010). "Minimální proteinový modul Midzone řídí tvorbu a délku překrývání antiparalelních mikrotubulů". Buňka. 142 (3): 420–32. doi:10.1016 / j.cell.2010.06.033. PMID 20691901.
- ^ A b C d E Subramanian R, Ti SC, Tan L, Darst SA, Kapoor TM (2013). "Značení a měření jednotlivých mikrotubulů pomocí PRC1 a kinesinu-4". Buňka. 154 (2): 377–90. doi:10.1016 / j.cell.2013.06.021. PMC 3761943. PMID 23870126.
- ^ Vernì F, Somma MP, Gunsalus KC, Bonaccorsi S, Belloni G, Goldberg ML, Gatti M (2004). „Feo Drosophila Homolog PRC1, je vyžadován pro tvorbu centrálního vřetena a cytokinezi ". Curr. Biol. 14 (17): 1569–75. doi:10.1016 / j.cub.2004.08.054. PMID 15341744.
- ^ Hu CK, Coughlin M, Mitchison TJ (2012). "Sestavení středního těla a jeho regulace během cytokineze". Mol. Biol. Buňka. 23 (6): 1024–34. doi:10,1091 / mbc.E11-08-0721. PMC 3302730. PMID 22278743.
- ^ A b C d E Bechstedt S, Brouhard GJ (2013). „Motory a MAP spolupracují na zvětšování mikrotubulů“. Dev. Buňka. 26 (2): 118–20. doi:10.1016 / j.devcel.2013.07.010. PMID 23906062.
- ^ A b Fededa JP, Gerlich DW (2012). "Molekulární kontrola cytokineze zvířecích buněk". Nat. Cell Biol. 14 (5): 440–7. doi:10.1038 / ncb2482. PMID 22552143.
- ^ Subramanian R, Wilson-Kubalek EM, Arthur CP, Bick MJ, Campbell EA, Darst SA, Milligan RA, Kapoor TM (srpen 2010). „Pohledy na antiparalelní zesíťování mikrotubulů pomocí PRC1, konzervativního proteinu vázajícího se na nemotorické mikrotubuly“. Buňka. 142 (3): 433–43. doi:10.1016 / j.cell.2010.07.012. PMC 2966277. PMID 20691902.
- ^ Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (2005). „Směrem k mapě lidské interakční sítě protein-protein v měřítku proteomu“. Příroda. 437 (7062): 1173–8. doi:10.1038 / nature04209. PMID 16189514.
- ^ Hu CK, Ozlü N, Coughlin M, Steen JJ, Mitchison TJ (2012). „Plk1 negativně reguluje PRC1, aby zabránil předčasné tvorbě midzonů před cytokinezí“. Mol. Biol. Buňka. 23 (4): 2702–11. doi:10,1091 / mbc.E12-01-0058. PMC 3395659. PMID 22621898.
- ^ Lee KY, Esmaeili B, Zealley B, Mishima M (2015). „Přímá interakce mezi centralspindlinem a PRC1 posiluje mechanickou odolnost centrálního vřetena“. Příroda komunikace. 6: 7290. doi:10.1038 / ncomms8290. PMC 4557309. PMID 26088160.
Další čtení
- Mollinari C, Kleman JP, Jiang W, Schoehn G, Hunter T, Margolis RL (2002). „PRC1 je protein vázající mikrotubuly a sdružující protein nezbytný k udržení středové zóny mitotického vřetene“. J. Cell Biol. 157 (7): 1175–86. doi:10.1083 / jcb.200111052. PMC 2173564. PMID 12082078.
- Ban R, Irino Y, Fukami K, Tanaka H (2004). „Lidský mitotický vřetenový protein PRC1 inhibuje aktivitu MgcRacGAP směrem k Cdc42 během metafáze“. J. Biol. Chem. 279 (16): 16394–402. doi:10,1074 / jbc.M313257200. PMID 14744859.
- Kurasawa Y, Earnshaw WC, Mochizuki Y, Dohmae N, Todokoro K (2005). „Zásadní role KIF4 a jeho vazebního partnera PRC1 v organizované tvorbě středních vřeten středních zón“. EMBO J.. 23 (16): 3237–48. doi:10.1038 / sj.emboj.7600347. PMC 514520. PMID 15297875.
- Li C, Lin M, Liu J (2005). „Identifikace PRC1 jako cílového genu p53 odkrývá novou funkci p53 v regulaci cytokineze“. Onkogen. 23 (58): 9336–47. doi:10.1038 / sj.onc.1208114. PMID 15531928.
- Mollinari C, Kleman JP, Saoudi Y, Jablonski SA, Perard J, Yen TJ, Margolis RL (2005). „Ablace PRC1 malou interferující RNA ukazuje, že cytokinetická abcise vyžaduje v buňkách savců centrální vřetenový svazek, zatímco dokončení brázdy nikoli“. Mol. Biol. Buňka. 16 (3): 1043–55. doi:10,1091 / mbc.E04-04-0346. PMC 551472. PMID 15616196.
- Zhu C, Jiang W (2005). „Translokace PRC1 závislá na buněčném cyklu na vřetenu pomocí Kif4 je nezbytná pro tvorbu midzonů a cytokinézu“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 102 (2): 343–8. doi:10.1073 / pnas.0408438102. PMC 544298. PMID 15625105.
- Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (2005). „Směrem k mapě lidské interakční sítě protein-protein v měřítku proteomu“. Příroda. 437 (7062): 1173–8. doi:10.1038 / nature04209. PMID 16189514.
- Nousiainen M, Silljé HH, Sauer G, Nigg EA, Körner R (2006). „Fosfoproteomová analýza lidského mitotického vřetena“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103 (14): 5391–6. doi:10.1073 / pnas.0507066103. PMC 1459365. PMID 16565220.
- Zhu C, Lau E, Schwarzenbacher R, Bossy-Wetzel E, Jiang W (2006). "Spatiotemporální kontrola tvorby vřetenových midzonů pomocí PRC1 v lidských buňkách". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103 (16): 6196–201. doi:10.1073 / pnas.0506926103. PMC 1458854. PMID 16603632.
- Beausoleil SA, Villén J, Gerber SA, Rush J, Gygi SP (2006). „Přístup založený na pravděpodobnosti pro vysoce výkonnou analýzu fosforylace proteinů a lokalizaci místa“. Nat. Biotechnol. 24 (10): 1285–92. doi:10.1038 / nbt1240. PMID 16964243.
- Shimo A, Nishidate T, Ohta T, Fukuda M, Nakamura Y, Katagiri T (2007). "Zvýšená exprese proteinového regulátoru cytokineze 1, podílející se na růstu buněk rakoviny prsu". Cancer Sci. 98 (2): 174–81. doi:10.1111 / j.1349-7006.2006.00381.x. PMID 17233835.
- Subramanian R, Wilson-Kubalek EM, Arthur CP, Bick MJ, Campbell EA, Darst SA, Milligan RA, Kapoor TM (2010). „Pohledy na antiparalelní zesíťování mikrotubulů pomocí PRC1, konzervativního proteinu vázajícího nemotorové mikrotubuly“. Buňka. 142 (3): 433–43. doi:10.1016 / j.cell.2010.07.012. PMC 2966277. PMID 20691902.