Сепараза
Сепараза (англ. separase), або сепарин (англ. separin), – цистеїнова протеаза, яка відповідає за запуск анафази шляхом гідролізу когезину — білка, що відповідає за з'єднання сестринських хроматид у період від стадії G2 інтерфази (після реплікації ДНК) до ранньої стадії анафази.[3] Бере важливу участь у процесі розходження хроматид в анафазі мітозу і анафазі другого поділу мейозу. Під час мейозу розрізає тільки ті когезинові комплекси, які не захищені білком Sgo.[3]
В організмі людини кодується геном ESPL1, розташованим на короткому плечі 12-ї хромосоми.[4][5] Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 2 120 амінокислот, а молекулярна маса — 233 175[6].
У пивних дріжджів S. cerevisiae сепараза кодується геном esp1, який був ідентифікований Кимом Несмітом із співавторами в 1998 році.[7][8]
Стабільне з'єднання між сестринськими хроматидами перед анафазою та їх своєчасне відділення одна від одної під час анафази мають вирішальне значення для поділу клітин і успадкування хромосом. Білки у складі когезинового комплексу зв’язують дві сестринські хроматиди, запобігаючи їх передчасному роз’єднанню. У хребетних з'єднання сестринських хроматид порушується в 2 етапи за допомогою різних механізмів. Перший крок включає фосфорилювання субодиниці когезину SA-1 або SA-2 у когезиновому комплексі. Другий етап включає розщеплення білка Scc1 (Rad21) сепаразою, що ініціює остаточне розділення сестринських хроматид на початку анафази мітозу.[10][11]
Коли клітина не ділиться, сепараза не може розщеплювати когезин через його асоціацію з білком секурином або через фосфорилювання специфічного залишку серину в сепаразі специфічним комплексом циклін–CDK. Фосфорилювання сепарази призводить до її стабільної асоціації з цикліном В1 із комплексу циклін–CDK1. Зв'язування сепарази з секурином або цикліном B є взаємовиключним, в обох комплексах сепараза пригнічується псевдосубстратними амінокислотними послідовностями ("мотивами"), які блокують зв’язування субстрату в каталітичному місці та в найближчих сайтах. Однак, хоча секурин містить власні псевдосубстратні "мотиви" для блокування зв’язування субстрату, комплекс циклін B–CDK1 інгібує сепаразу шляхом укріплення псевдосубстратних мотивів з гнучких петель у самій сепаразі, що призводить до автоінгібування протеолітичної активності сепарази.[12] Регуляція за допомогою цих різних з’єднувальних "партнерів" забезпечує дві різні можливості негативної регуляції для запобігання невідповідному розщепленню когезину. Важливо, що сепараза не може функціонувати без первинного формування комплексу секурин–сепараза в більшості організмів. Це пояснюється тим, що секурин допомагає правильно згорнути сепаразу у функціональну конформацію. Однак дріжджам, здається, не потрібен секурин для формування функціональної сепарази, оскільки анафаза відбувається в дріжджах навіть із видаленням секурину.[13]
Під час отримання сигналу для початку анафази секурин убіквітується та гідролізується, вивільняючи сепаразу для дефосфорилювання за допомогою комплексу APC-Cdc20. Потім активна сепараза може розщеплювати Scc1 для вивільнення сестринських хроматид.
Сепараза ініціює активацію білка Cdc14 у ранній анафазі[14], а Cdc14 дефосфорилює секурин, таким чином підвищуючи його ефективність як субстрату для деградації. Наявність цієї позитивної петлі зворотного зв'язку демонструє потенційний механізм для надання анафазі поведінки, що більш схожа на перемикання.[15]
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MRSFKRVNFG | TLLSSQKEAE | ELLPALKEFL | SNPPAGFPSS | RSDAERRQAC | ||||
| DAILRACNQQ | LTAKLACPRH | LGSLLELAEL | ACDGYLVSTP | QRPPLYLERI | ||||
| LFVLLRNAAA | QGSPEATLRL | AQPLHACLVQ | CSREAAPQDY | EAVARGSFSL | ||||
| LWKGAEALLE | RRAAFAARLK | ALSFLVLLED | ESTPCEVPHF | ASPTACRAVA | ||||
| AHQLFDASGH | GLNEADADFL | DDLLSRHVIR | ALVGERGSSS | GLLSPQRALC | ||||
| LLELTLEHCR | RFCWSRHHDK | AISAVEKAHS | YLRNTNLAPS | LQLCQLGVKL | ||||
| LQVGEEGPQA | VAKLLIKASA | VLSKSMEAPS | PPLRALYESC | QFFLSGLERG | ||||
| TKRRYRLDAI | LSLFAFLGGY | CSLLQQLRDD | GVYGGSSKQQ | QSFLQMYFQG | ||||
| LHLYTVVVYD | FAQGCQIVDL | ADLTQLVDSC | KSTVVWMLEA | LEGLSGQELT | ||||
| DHMGMTASYT | SNLAYSFYSH | KLYAEACAIS | EPLCQHLGLV | KPGTYPEVPP | ||||
| EKLHRCFRLQ | VESLKKLGKQ | AQGCKMVILW | LAALQPCSPE | HMAEPVTFWV | ||||
| RVKMDAARAG | DKELQLKTLR | DSLSGWDPET | LALLLREELQ | AYKAVRADTG | ||||
| QERFNIICDL | LELSPEETPA | GAWARATHLV | ELAQVLCYHD | FTQQTNCSAL | ||||
| DAIREALQLL | DSVRPEAQAR | DQLLDDKAQA | LLWLYICTLE | AKMQEGIERD | ||||
| RRAQAPGNLE | EFEVNDLNYE | DKLQEDRFLY | SNIAFNLAAD | AAQSKCLDQA | ||||
| LALWKELLTK | GQAPAVRCLQ | QTAASLQILA | ALYQLVAKPM | QALEVLLLLR | ||||
| IVSERLKDHS | KAAGSSCHIT | QLLLTLGCPS | YAQLHLEEAA | SSLKHLDQTT | ||||
| DTYLLLSLTC | DLLRSQLYWT | HQKVTKGVSL | LLSVLRDPAL | QKSSKAWYLL | ||||
| RVQVLQLVAA | YLSLPSNNLS | HSLWEQLCAQ | GWQTPEIALI | DSHKLLRSII | ||||
| LLLMGSDILS | TQKAAVETSF | LDYGENLVQK | WQVLSEVLSC | SEKLVCHLGR | ||||
| LGSVSEAKAF | CLEALKLTTK | LQIPRQCALF | LVLKGELELA | RNDIDLCQSD | ||||
| LQQVLFLLES | CTEFGGVTQH | LDSVKKVHLQ | KGKQQAQVPC | PPQLPEEELF | ||||
| LRGPALELVA | TVAKEPGPIA | PSTNSSPVLK | TKPQPIPNFL | SHSPTCDCSL | ||||
| CASPVLTAVC | LRWVLVTAGV | RLAMGHQAQG | LDLLQVVLKG | CPEAAERLTQ | ||||
| ALQASLNHKT | PPSLVPSLLD | EILAQAYTLL | ALEGLNQPSN | ESLQKVLQSG | ||||
| LKFVAARIPH | LEPWRASLLL | IWALTKLGGL | SCCTTQLFAS | SWGWQPPLIK | ||||
| SVPGSEPSKT | QGQKRSGRGR | QKLASAPLRL | NNTSQKGLEG | RGLPCTPKPP | ||||
| DRIRQAGPHV | PFTVFEEVCP | TESKPEVPQA | PRVQQRVQTR | LKVNFSDDSD | ||||
| LEDPVSAEAW | LAEEPKRRGT | ASRGRGRARK | GLSLKTDAVV | APGSAPGNPG | ||||
| LNGRSRRAKK | VASRHCEERR | PQRASDQARP | GPEIMRTIPE | EELTDNWRKM | ||||
| SFEILRGSDG | EDSASGGKTP | APGPEAASGE | WELLRLDSSK | KKLPSPCPDK | ||||
| ESDKDLGPRL | RLPSAPVATG | LSTLDSICDS | LSVAFRGISH | CPPSGLYAHL | ||||
| CRFLALCLGH | RDPYATAFLV | TESVSITCRH | QLLTHLHRQL | SKAQKHRGSL | ||||
| EIADQLQGLS | LQEMPGDVPL | ARIQRLFSFR | ALESGHFPQP | EKESFQERLA | ||||
| LIPSGVTVCV | LALATLQPGT | VGNTLLLTRL | EKDSPPVSVQ | IPTGQNKLHL | ||||
| RSVLNEFDAI | QKAQKENSSC | TDKREWWTGR | LALDHRMEVL | IASLEKSVLG | ||||
| CWKGLLLPSS | EEPGPAQEAS | RLQELLQDCG | WKYPDRTLLK | IMLSGAGALT | ||||
| PQDIQALAYG | LCPTQPERAQ | ELLNEAVGRL | QGLTVPSNSH | LVLVLDKDLQ | ||||
| KLPWESMPSL | QALPVTRLPS | FRFLLSYSII | KEYGASPVLS | QGVDPRSTFY | ||||
| VLNPHNNLSS | TEEQFRANFS | SEAGWRGVVG | EVPRPEQVQE | ALTKHDLYIY | ||||
| AGHGAGARFL | DGQAVLRLSC | RAVALLFGCS | SAALAVRGNL | EGAGIVLKYI | ||||
| MAGCPLFLGN | LWDVTDRDID | RYTEALLQGW | LGAGPGAPLL | YYVNQARQAP | ||||
| RLKYLIGAAP | IAYGLPVSLR |
- ↑ Human PubMed Reference:.
- ↑ Mouse PubMed Reference:.
- ↑ а б King, Robert C.; Stansfield, William D.; Mulligan, Pamela K. (2006). A dictionary of genetics (вид. 7th ed). Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-1-4294-4025-7. OCLC 79595687.
- ↑ ESPL1 — Separin — Homo sapiens (Human). Архів оригіналу за 30 липня 2017. Процитовано 11 червня 2015.
- ↑ HUGO Gene Nomenclature Commitee, HGNC:16856 (англ.) . Архів оригіналу за 26 березня 2016. Процитовано 11 вересня 2017. [Архівовано 2016-03-26 у Wayback Machine.]
- ↑ UniProt, Q14674 (англ.) . Архів оригіналу за 30 липня 2017. Процитовано 11 вересня 2017.
- ↑ 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, № 6 (червень). — С. 1067—1076. — DOI:10.1016/S0092-8674(00)81211-8. — PMID 9635435.
- ↑ Uhlmann F[en], Lottspeich F., Nasmyth K. Sister-chromatid separation at anaphase onset is promoted by cleavage of the cohesin subunit Scc1 : [англ.] // Nature : journal. — 1999. — Vol. 400, № 6739 (липень). — С. 37—42. — DOI:10.1038/21831. — PMID 10403247.
- ↑ Morgan, David Owen (2007). The cell cycle : principles of control. London: New Science Press. ISBN 978-0-19-920610-0. OCLC 70173205.
- ↑ 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. — Vol. 137, № 1 (квітень). — С. 123—132. — DOI:10.1016/j.cell.2009.01.040. — PMID 19345191.
- ↑ Uhlmann F[en], Lottspeich F., Nasmyth K. Sister-chromatid separation at anaphase onset is promoted by cleavage of the cohesin subunit Scc1 : [англ.] // Nature : journal. — 1999. — Vol. 400, № 6739 (липень). — С. 37—42. — DOI:10.1038/21831. — PMID 10403247.
- ↑ Yu, Jun; Raia, Pierre; Ghent, Chloe M.; Raisch, Tobias; Sadian, Yashar; Cavadini, Simone; Sabale, Pramod M.; Barford, David; Raunser, Stefan (5 серпня 2021). Structural basis of human separase regulation by securin and CDK1–cyclin B1. Nature (англ.). Т. 596, № 7870. с. 138—142. doi:10.1038/s41586-021-03764-0. ISSN 0028-0836. PMC 8482764. PMID 34290405. Процитовано 23 серпня 2022.
{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) - ↑ Morgan, David Owen (2007). The cell cycle : principles of control. London: New Science Press. ISBN 978-0-19-920610-0. OCLC 70173205.
- ↑ 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. — Vol. 108, № 2 (січень). — С. 207—220. — DOI:10.1016/S0092-8674(02)00618-9. — PMID 11832211.
- ↑ а б Holt L.J., Krutchinsky A.N., Morgan D.O. Positive feedback sharpens the anaphase switch : [англ.] // Nature. — 2008. — Vol. 454, № 7202 (липень). — С. 353—357. — DOI:10.1038/nature07050. — PMID 18552837.
