Циклинзависимые киназы

Ключевую роль в поочередной смене фаз митотического цикла играют специальные протеинкиназы — т.н. циклинзависимые киназы (Cdks — cyclin-dependent kinases). Каждая из них фосфорилирует определенные белки, вовлеченные в соответствующую фазу цикла, и таким образом активирует или ингибирует их.

Молекула любой Cdk состоит лишь из одной субъединицы, которая сама по себе неактивна. Циклины- активаторы циклинзависимых киназ. Причем имеется тоже несколько разных циклинов, а название их связано с тем фактом, что концентрации циклинов в клетке в течение митотического цикла изменяются циклическим образомJ

Следовательно, в активной форме упомянутые протеинкиназы (Cdks) представляют собой комплексы циклин-Cdk (Ц-Cdk). Каждое такое сочетание характерно для строго определенной фазы цикла

1. G₁-период. Запускают цикл комплексы циклин D-Cdk4 и циклин D-Cdk6. Они функционируют на начальной стадии G₁-периода и, вызывая соответствующие внутриклеточные события, способствуют переходу клеткой «точки рестрикции». Те же комплексы приводят к возврату «спящей» G_o-клетки в митотический цикл.

Вторая половина G₁-периода происходит под управляющим влиянием комплекса циклин Е-Cdk2.

2. S-период. В синтетическом периоде функционирующая киназа остается той же (Cdk2), но она дважды меняет своих циклиновых партнеров — ими последовательно становятся циклин А и циклин В. Соответственно, меняются и те белковые субстраты, на которые действует Cdk2.

3-4. G₂- и М-периоды. В премитотическом периоде циклин В связывается с Cdk1. Именно комплекс циклин B-Cdk1 «вводит» клетку в митоз и «руководит» этим сложным процессом. Поэтому его еще называют митоз-стимулирующим фактором, MPF (от mitosis-promoting factor).

Итак, активная Cdk1 фосфорилирует комплекс мишеней, участвующих в начале митоза (белки хромосом, ядерной оболочки, ядрышка, центросом и т.д.)

Активность Cdk1 регулируется на двух уровнях:

Присоединение циклина B = стимуляция активности

Фосфорилирование треонина 14 и тирозина 15 киназой Wee1 = инактивация активности
(стерически препятствует связыванию АТФ с активным центром)

.