Сепараза
| Сепараза | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Шифр КФ | 3.4.22.49 |
| Номер CAS | 351527-77-0 |
| Базы ферментов | |
| IntEnz | IntEnz view |
| BRENDA | BRENDA entry |
| ExPASy | NiceZyme view |
| MetaCyc | metabolic pathway |
| KEGG | KEGG entry |
| PRIAM | profile |
| PDB structures | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
| Поиск | |
| PMC | статьи |
| PubMed | статьи |
| NCBI | NCBI proteins |
| CAS | 351527-77-0 |
Сепараза (англ. Separase), также известная как сепарин (англ. separin) — цистеиновая протеаза (КФ 3.4.22.49), ответственная за запуск анафазы путём гидролиза когезина, белка, отвечающего за связывание сестринских хроматид во время ранней стадии анафазы[1]. В организме человека сепарин кодируется геном ESPL1 [2].
Длина полипептидной цепи белка составляет 2120 аминокислот, а молекулярная масса — 233175 Да[3].
Открытие[править | править код]
У S. cerevisiae сепараза кодируется геном esp1. Он был обнаружен Кимом Нэсмитом и коллегами в 1998 году[4][5].
Функция[править | править код]
Стабильная сплочённость между сестринскими хроматидами до анафазы и их своевременное отделение в анафазе имеют решающее значение для деления клеток и наследования хромосом. У позвоночных сплоченность сестринских хроматид разрушается в 2 этапа различными механизмами. Первый этап включает в себя фосфорилирование STAG1 или STAG2 в когезиновом комплексе. Второй этап включает расщепление субъединицы когезина SCC1 (RAD21) сепаразой, которая инициирует окончательное разделение сестринских хроматид[7].
В S. cerevisiae Esp1 кодируется esp1-1 и регулируется секурином PDS1. Две сестринские хроматиды изначально не связаны друг с другом когезиновым комплексом до начала анафазы, в течение которой митотическое веретено деления отделяет две сестринские хроматиды друг от друга, оставляя каждую из двух дочерних клеток с эквивалентным количеством сестринских хроматид. Белки, которые связывают две сестринские хроматиды, не позволяя преждевременному разделению сестринских хроматид, являются частью когезинового семейства белков. Один из этих белков, важных для сплоченности сестринских хроматид — Scc1. Esp1 является белком сепаразы, который расщепляет когезиновую субъединицу Scc1 (Rad21), что позволяет сестринским хроматидам разделиться в начале анафазы в течение митоза[5].
Регуляция[править | править код]
Когда клетка находится в стадии покоя (отсутствие деления), сепараза предотвращает отделение когезина путём его ассоциации с другим белком, секурином, а также фосфорилированием циклин-CDK комплексом. Это обеспечивает два уровня негативной регуляции предотвращения ненадлежащего расщепления когезина. Обратите внимание, что сепараза не может функционировать без первоначального формирования комплекса секурин-сепараза у большинства организмов. Это потому, что секурин помогает удерживать сепаразу в функциональной конформации. Тем не менее, дрожжи по-видимому, не требуют секурина для образования функциональной сепаразы, потому что анафаза наступает в дрожжах даже с удаленным секурином[6].
По сигналу анафазы секурин убиквитинируется и гидролизуется, освобождая сепаразу для дефосфорилирования комплекса APC-Cdc20. Активная сепараза может расщеплять Scc1 для освобождения сестринских хроматид.
Сепараза инициирует активацию Cdc14 в начале анафазы[9] и Cdc14 дефосфорилирует секурин, тем самым увеличивая свою эффективность в качестве субстрата для деградации. Наличие этой положительной обратной связи предлагает потенциальный механизм для предоставления анафазе расширенного переключателя поведения[8].
Примечания[править | править код]
- ↑ ESPL1 — Separin — Homo sapiens (Human). Дата обращения: 11 июня 2015. Архивировано 30 июля 2017 года.
- ↑ Nagase T., Seki N., Ishikawa K., Tanaka A., Nomura N. Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. V. The coding sequences of 40 new genes (KIAA0161-KIAA0200) deduced by analysis of cDNA clones from human cell line KG-1 (англ.) // DNA Res. : journal. — 1996. — February (vol. 3, no. 1). — P. 17—24. — doi:10.1093/dnares/3.1.17. — PMID 8724849.
- ↑ UniProt, Q14674 (англ.).
- ↑ Ciosk R., Zachariae W., Michaelis C., Shevchenko A., Mann M., Nasmyth K. An ESP1/PDS1 complex regulates loss of sister chromatid cohesion at the metaphase to anaphase transition in yeast (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 1998. — June (vol. 93, no. 6). — P. 1067—1076. — doi:10.1016/S0092-8674(00)81211-8. — PMID 9635435.
- ↑ 1 2 Uhlmann F, Lottspeich F., Nasmyth K. Sister-chromatid separation at anaphase onset is promoted by cleavage of the cohesin subunit Scc1 (англ.) // Nature : journal. — 1999. — July (vol. 400, no. 6739). — P. 37—42. — doi:10.1038/21831. — PMID 10403247.
- ↑ 1 2 Morgan, David O. The cell cycle: principles of control (англ.). — London: Published by New Science Press in association with Oxford University Press, 2007. — ISBN 0-87893-508-8.
- ↑ Sun Y., Kucej M., Fan H.Y., Yu H., Sun Q.Y., Zou H. Separase is recruited to mitotic chromosomes to dissolve sister chromatid cohesion in a DNA-dependent manner (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2009. — April (vol. 137, no. 1). — P. 123—132. — doi:10.1016/j.cell.2009.01.040. — PMID 19345191. — PMC 2673135.
- ↑ 1 2 Holt L.J., Krutchinsky A.N., Morgan D.O. Positive feedback sharpens the anaphase switch (англ.) // Nature. — 2008. — July (vol. 454, no. 7202). — P. 353—357. — doi:10.1038/nature07050. — PMID 18552837. — PMC 2636747.
- ↑ Stegmeier F., Visintin R., Amon A. Separase, polo kinase, the kinetochore protein Slk19, and Spo12 function in a network that controls Cdc14 localization during early anaphase (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2002. — January (vol. 108, no. 2). — P. 207—220. — doi:10.1016/S0092-8674(02)00618-9. — PMID 11832211.
Литература[править | править код]
- McGrew J., Goetsch L., Byers B., Baum P. Requirement for ESP1 in the nuclear division of Saccharomyces cerevisiae (англ.) // Molecular Biology of the Cell : journal. — 1992. — Vol. 3, no. 12. — P. 1443—1454. — doi:10.1091/mbc.3.12.1443. — PMID 1493337. — PMC 275712.
- Ciosk R., Zachariae W., Michaelis C., Shevchenko A., Mann M., Nasmyth K. An ESP1/PDS1 complex regulates loss of sister chromatid cohesion at the metaphase to anaphase transition in yeast (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 1998. — Vol. 93, no. 6. — P. 1067—1076. — doi:10.1016/S0092-8674(00)81211-8. — PMID 9635435.
- Jensen S., Segal M., Clarke D., Reed S. A novel role of the budding yeast separin Esp1 in anaphase spindle elongation: evidence that proper spindle association of Esp1 is regulated by Pds1 (англ.) // J. Cell Biol. : journal. — 2001. — Vol. 152, no. 1. — P. 27—40. — doi:10.1083/jcb.152.1.27. — PMID 11149918. — PMC 2193664.
- Kumar P, Cheng H, Paudyal S, Nakamura V (2020). "Haploinsufficiency of cohesin protease, Separase, promotes regeneration of hematopoietic stem cells in mice". STEM CELLS. doi:10.1002/stem.3280. PMID 32997844.
Ссылки[править | править код]
- MeSH separase
- https://web.archive.org/web/20041117073907/http://ncbi.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Nucleotide
- Видео Дэвида Моргана представляющее действие секурина и сепарина (в формате MP4): http://media.hhmi.org/ibio/morgan/morgan_3.mp4
- и в других форматах: https://web.archive.org/web/20131009035602/http://ibioseminars.org/lectures/bio-mechanisms/david-morgan-part-1/david-morgan-part-3.html