Mad1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Кристаллическая структура Mad1

Mad1

генетических заболеваний (например, связанных с анеуплоидией)[3][4]
.

Функции

Функции Mad1 в SAC. Гомодимер Mad1, находящийся на кинетохорах, не прикрепившихся к микротрубочкам веретена, связывается с двумя молекулами c-Mad2 и формирует каталитический рецептор цитозольного o-Mad2. Комплекс Mad1-cMadD2-oMad2 катализирует конформационные изменения, переводящие неактивный белок oMad2 в активную форму c-Mad2. С-Mad2 затем связывается с Cdc20 и запускает ингибирование комплекса АРС/С и, следовательно, остановку митоза.

Эукариотические клетки демонстрируют блокировку митоза в присутствии ингибиторов полимеризации микротрубочек. Контрольная точка сборки веретена (SAC) следит за состоянием веретена и связывает переход от метафазы к анафазе с правильным биполярным прикреплением всех кинетохоров к митотическому веретену. SAC ингибирует активность комплекса стимуляции анафазы (APC/C), предотвращая деградацию последующих эффекторов, которые в противном случае привели бы к вступлению в анафазу и завершению митоза. Нарушение работы Mad1 приводит к потере функции SAC. Mad1 локализуется преимущественно на одиноких кинетохорах и запускает остановку митоза в случае даже всего лишь одного одинокого кинетохора. Mad1 рекрутирует важный компонент SAC — Mad2 — к одиноким кинетохорам (см. рис.) и индуцирует усиление сигнала остановки митоза. Существует пул свободного цитоплазматического Mad2 в неактивной открытой конформации, называемой о-Mad2. При связывании с Mad1 Mad2 принимает активную конформацию, называемую закрытой (c-MAD2), и образует гетеротетрамер двух Mad1 и двух c-Mad2-субъединиц. Гетеротетрамер из MAD1-c-Mad2 очень стабилен и работает как каталитический рецептор для свободного цитоплазматического о-Mad2. Свободный o-Mad2 связывается с этим рецептором и изменяет свою конформацию в активную закрытую форму. Этот второй с-MAD2 перевешивается на циклин Cdc20 по ещё не известному механизму и формирует комплекс Cdc20-с-Mad2. Этот комплекс является важнейшим компонентом митотического комплекса контрольной точки (MCC). МСС связывает и ингибирует APC/C и, следовательно, блокирует дальнейшее течение митоза[5][6].

Кроме участия в регуляции митоза, Mad1 имеет и некоторые

адгезии и уменьшение подвижности клеток. Напротив, его сверхэкспрессия приводит к усилению направленной миграции клеток[3]
.

Было показано, что у растений Mad1 участвует в эндополиплоидизации и цветении путём взаимодействия с белком Mos1 — отрицательным регулятором растительного иммунитета[7].

Регуляция

Существуют две

киназы контрольной точки, вовлеченные в регуляцию функционирования Mad1 посредством фосфорилирования[8]. Одна из них, Mps1, фосфорилирует MAD1 как in vitro, так и in vivo и, как полагают, регулирует локализацию Mad1 и Mad2 на кинетохорах и динамику их взаимодействия. Другая киназа, BUB1, рекрутирует Mad1 к кинетохорам и активирует его, если есть неприкреплённые кинетохоры[5]. Если кинетохор прикреплен к веретену, ингибитор SAC p31comet ингибирует конформационную перестройку Mad1 в Mad2 и предотвращает связывание Mad2 с Cdc20[5]
.

Структурные особенности и механизм

Кристаллическая структура человеческого димерного комплекса Mad1-Mad2, желтый и красный — мономеры Mad1, бледно-зелёный — мономеры Mad2.

Биохимическими методами 1995 году было предсказано, что белок Mad1 представляет собой двуспиральный белок с характерной формы стержня, массой 90

C-конец Mad2 покрывает Mad1. В связи с этим предполагается, что неактивный комплекс Mad1-Mad2 не способен высвобождать Mad2, следовательно, для этого необходим новый, пока плохо изученный механизм конформационных перестроек комплекса[2]
.

Примечания

  1. 1 2 Hardwick K. G., Murray A. W. Mad1p, a phosphoprotein component of the spindle assembly checkpoint in budding yeast. (англ.) // The Journal of cell biology. — 1995. — Vol. 131, no. 3. — P. 709—720. — PMID 7593191. [исправить]
  2. ]
  3. ]
  4. Avram S., Mernea M., Mihailescu D. F., Seiman C. D., Seiman D. D., Putz M. V. Mitotic checkpoint proteins Mad1 and Mad2 - structural and functional relationship with implication in genetic diseases. (англ.) // Current computer-aided drug design. — 2014. — Vol. 10, no. 2. — P. 168—181. — PMID 24724894. [исправить]
  5. ]
  6. ]
  7. ]
  8. ]
  9. Chen R. H., Shevchenko A., Mann M., Murray A. W. Spindle checkpoint protein Xmad1 recruits Xmad2 to unattached kinetochores. (англ.) // The Journal of cell biology. — 1998. — Vol. 143, no. 2. — P. 283—295. — PMID 9786942. [исправить]

Литература

Ссылки