Секурин

Секурин (англ. Securin) — белок, участвующий в управлении метафазно-анафазным переходом и анафазой. После биориентации хромосомных пар и инактивации системы контрольных точек веретена деления, основная регуляторная система, которая включает в себя секурин, производит резкое стимулирование, который вызывает высокосинхронное разделение хромосом в анафазе.

Секурин и сепараза

Рисунок 1: Секурин и сепараза высококонсервативны

Секурин изначально присутствует в цитоплазме и связывается с сепаразой — протеазой, разрушающей кольцо когезина, которое связывают две сестринские хроматиды. Сепараза является жизненно важной для наступления анафазы. Этот комплекс секурин-сепараза сохраняется, когда секурин фосфорилируется Cdk1, ингибирующим убиквитинирование. Будучи связанной с секурином, сепараза не функционирует.

Кроме того, как секурин, так и сепараза являются высококонсервативными белками (Рисунок 1). Следует отметить, что сепараза не может функционировать без предварительного формирования комплекса секурин-сепараза. Это потому, что секурин помогает корректно удерживать сепаразу в функциональной конформации. Тем не менее, дрожжи по-видимому, не требуют секурина для образования функционирующей сепаразы в анафазе, поскольку это происходит в мутированных дрожжах с отсутствием секурина.

Роль секурина в наступлении анафазы

Основной механизм

рисунок 2: Пять выявленных сайтов фосфорилирования у секурина

Секурин имеет 5 известных сайтов фосфорилирования, которые являются целями Cdk1; 2 сайта на N-конце в районе Кеn-бокса и D-бокса, как известно, влияют на опознание APC и убиквитинирование (рисунок 2). Для наступления анафазы секурин дефосфорилируется Cdc14 и другими фосфатазами. Дефосфорилированный секурин опознаётся комплексом стимуляции анафазы (APK), связанный, прежде всего, Cdc20 (Cdh1 также является активирующим субстратом APC). Комплекс APCCdc20 убиквитинирует секурин с целью его деградации. Это приводит к освобождению сепаразы, которая способна разрушить когезин и инициировать разделение хромосом.

Сетевые характеристики

Рисунок 3: Сетевая диаграмма с петлей обратной связи для генерации переключателя активации анафазы

Считается, что секурин объединяет несколько регуляторных входов, создавая переключатель активации сепаразы, что приводит к скоординированной анафазе. Это, вероятно, включает в себя сеть с несколькими петлями обратной связи, в том числе и положительной, которая приводит к переключению характера поведения. Это также предполагает, что сигнальный путь генерирует переключатель, содержащий положительную обратную связь для активации Cdc14 сепаразой, что приводит к дефосфорилированию и деградации секурина (рисунок 3).

Группа Дэвида Моргана обнаружила, что время сегрегации хромосом 4 и 5 значительно удлиняется в штаммах почкующихся дрожжей при мутациях в 2-х N-концевых сайтах фосфорилирования секурина и его новых разновидностях делеций. Кроме того, эти мутантные штаммы демонстрируют очень высокие рейтинги неправильной сегрегации по сравнению с нормальными. Переключатель характеристик, необходим чтобы вызвать быструю, скоординированную хромосомную сегрегацию в анафазе. Это означает, что сильная инактивация сепаразы секурином приведёт к внезапному, быстрому разрушению секурина и активации сепаразы, что является жизненно важным для правильной анафазы.

В целом, секурин и сепараза действуют в сети регулирования анафазы. Рисунок 4 изображает потенциальную схему сети.

Рисунок 4: Потенциальная схема сети с участием секурина генерирующая переключатель активации анафазыl