کمپلکس های (CDK) بخش دوم

سایکلین D با فعال سازی CDK4 و CDK6 باعث ورود چرخه سلولی به فاز G1 می شود.

مرکز یادگیری سایت تبیان -  مرجان سلیمانیان

در مطلب قبل آموختید که آنزیم های CDK مختلف نیز شباهت زیادی در توالی دارند و احتمالا ساختار آنها مشابه است. حال به ادامه تعاریف توجه نمایید. 

کنترل فعالیت CDK می تواند به چندین روش صورت گیرد:

* هر CDK غیر فعال ناحیه ای انعطاف پذیر به نام لوپ T دارد که دسترسی به جایگاه اتصال سوبسترا را مسدود کرده است. با اتصال سایکلین به CDK، لوپ T جابه جا می شود و فعالیت آنزیم افزایش می یابد، با این وجود در این حالت، فعالیت CDK بسیار اندک است. فعال شدن کامل این آنزیم نیازمند تغییرات بیشتری است.

* فعالیت CDK ها می تواند با فسفریلاسیون در دو جایگاه جداگانه کنترل شود. فسفریلاسیون در لوپ T توسط کیناز فعال کننده CDK (CAK) باعث فعال شدن CDK می شود. از طرفی، فسفریلاسیون در سمت دیگری از مولکول، توسط کینازهای Wee1 منجر به غیر فعال شدن CDK می شود. انواع فسفاتازهای خانواده Cdc25 عکس عمل Wee1 را انجام می دهند و با دفسفریلاسیون، CDK را فعال می کنند. در هر زمان، میزان فعالیت سایکلین- CDK به وضعیت فسفریلاسیون در این جایگاه ها وابسته است.

* پروتئین های موسوم به مهار کننده کیناز سایکلین (CKI) با دو روش از فعالیت CDK جلوگیری می کنند. برخی از آنها مانند (p16) از اتصال سایکلین به CDK جلوگیری می کنند و برخی دیگر مانند (p21) از فعالیت کمپلکس سایکلین- CDK (پس از تشکیل آن) ممانعت می نمایند.

* لیگازهای پروتئین-یوبی کوئتین مانند APC و SCF در تنظیم فعالیت کمپلکس های سایکلین- CDKنقش دارند. تجزیه پروتئازومی روشی سریع برای تخریب سایکلین ها در هنگام گذار بین فازهای چرخه سلولی است. برای مثال، APC، یکی از این لیگازها، پس از اتصال به یکی از کوفاکتورهایش به نام Cdh1 در آنافاز 39336 میتوز، باعث تجزیه سایکلین B می شود. در یک نمونه دیگر، SCF برای گذار از فاز G1 به فاز S عمل می کند و با هدف گیری p27 (نوعی CKI) برای تجزیه پروتئازومی، باعث فعال شدن کمپلکس سایکلین-CDK فاز S می شود که توسط p27 مهار می شد.

* در مواردی، موضعی شدن زیر سلولی کمپلکس های سایکلین- CDKو سایر پروتئین های تنظیم کننده فعالیت آنها را کنترل می کند. برای نمونه، کمپلکس سایکلین CDK1-B در گذار از G2 به میتوز در هسته تجمع می کند. هر چند احتمالا این کمپلکس پیش از تجمع در هسته نیز تا حدی فعالیت دارد، محدود شدن آن در هسته دسترسی به سوبستراها را تسهیل می کند. به علاوه نوعی فسفاتاز Cdc25 نیز به طور مشابه در آغاز میتوز در هسته تجمع می یابد و با دفسفریله کردن این کمپلکس در تحریک فعالیت آن نقش دارد. 

طبق انتظار، فعالیت CDK ها با انواع مسیرهای بازخوردی کنترل می شود، برای مثال، CDK1 فعال می تواند Cdc25 و Wee1 را با فسفریلاسیون به ترتیب فعال و غیر فعال کند. با این کار شروع میتوز با افزایش سریع و خود تشدید شونده این  CDKهمراه است. نمونه ای از پیش خورد مثبت، نقش کمپلکس های سایکلین-CDK میانه G1 (سایکلین CDK4/6-D) در غیر فعال کردن پروتئینی به نام Rb است: حاصل این کار، فعال شدن سایکلین-CDK های اواخر G1 (مانند سایکلین CDK2-E) است که خود نیز در فسفریلاسیون Rb، با سایکلین CDK4/6-D همراهی می کنند. از طرفی، در نمونه ای از پیش خورد ناهم جهت، کمپلکس سایکلین CDK1-B در میتوز، با فسفریلاسیون، کمپلکس APC را فعال می کند و سپس APC در اواخر میتوز، سایکلین B را برای تجزیه هدف گیری می کند.

هسته سیستم کنترل چرخه سلولی  شامل یک سری از کمپلکس های سایکلین CDK می باشد. فعالیت هر کمپلکس نیز توسط مکانیسم های ممانعت کننده مختلفی در نقاط کنترل چرخه سلول، که هر یک اطلاعاتی درباره محیط خارج سلول، آسیب های سلول، و وقایع ناکامل چرخه سلول فراهم می آورند، تحت تاثیر قرار می گیرد. این مکانیسم ها در تمام انواع سلول ها وجود ندارند. به عنوان مثال در چرخه سلولی سلول های جنینی اولیه.

منبع: http://razhayehayat.blogfa.com    http://biotechnews.blogsky.com

تنظیم کننده:‌محبوبه همت