La quinasa dependiente de ciclina 1, también conocida como CDK1 o homólogo de proteína 2 del ciclo de división celular, es una proteína altamente conservada que funciona como serina / treonina quinasa y es un actor clave en la regulación del ciclo celular . [5] Se ha estudiado mucho en la levadura en ciernes S. cerevisiae y en la levadura de fisión S. pombe , donde está codificada por los genes cdc28 y cdc2 , respectivamente. [6] En los seres humanos, Cdk1 está codificado por el gen CDC2 . [7] Con su ciclinasocios, Cdk1 forma complejos que fosforilan una variedad de sustratos diana (se han identificado más de 75 en levaduras en gemación); La fosforilación de estas proteínas conduce a la progresión del ciclo celular. [8]
CDK1 |
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Estructuras disponibles |
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PDB | Búsqueda de ortólogos: PDBe RCSB |
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Lista de códigos de identificación de PDB |
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4YC6 , 4Y72 , 5HQ0 , 4YC3 |
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Identificadores |
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Alias | CDK1 , CDC2, CDC28A, P34CDC2, quinasa dependiente de ciclina 1, quinasa dependiente de ciclina 1 |
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Identificaciones externas | OMIM : 116940 MGI : 88351 HomoloGene : 68203 GeneCards : CDK1 |
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Ubicación de genes ( humanos ) |
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| Chr. | Cromosoma 10 (humano) [1] |
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| Banda | 10q21.2 | Comienzo | 60,778,331 pb [1] |
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Final | 60.794.852 pb [1] |
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Ubicación de genes ( ratón ) |
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| Chr. | Cromosoma 10 (ratón) [2] |
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| Banda | 10 B5,3 | 10 36,07 cm | Comienzo | 69,335,146 pb [2] |
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Final | 69,352,938 pb [2] |
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Ontología de genes |
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Función molecular | • actividad de transferasa • unión de nucleótidos • actividad de proteína quinasa • actividad de histona quinasa • actividad quinasa • proteína Hsp70 de unión • GO: proteína 0.001.948 unión • ARN polimerasa actividad quinasa heptapéptido repetición II CTD • de unión de ATP • serina / treonina proteína quinasa actividad • cromatina unión • Unión de ciclina • Actividad de proteína quinasa dependiente de ciclina • Actividad de proteína serina / treonina quinasa dependiente de ciclina • Actividad de receptor de virus
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Componente celular | • centrosoma • membrana • husillo • nucleoplasma • centro organizador de microtúbulos • cuerpo central • husillo microtúbulos • mitocondria • mitótico husillo • extracelular exosome • citoesqueleto • núcleo • proteína quinasa dependiente de ciclina holoenzima complejo • citoplasma • citosol • mitocondrial matriz • endoplasmic reticulum membrana • ciclina Complejo B1-CDK1
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Proceso biológico | • regulación positiva de la localización de proteínas en el núcleo • ciclo del centrosoma • regulación del desarrollo embrionario • respuesta al ión cadmio • diferenciación de las células epiteliales • respuesta al compuesto cíclico orgánico • fosforilación • respuesta al ión cobre • regulación positiva del ciclo celular mitótico • regulación negativa de la apoptótica proceso • fusión pronuclear • respuesta a la actividad • regulación de la diferenciación de las células de Schwann • división celular • regulación positiva de la replicación del ADN • envejecimiento celular • replicación del ADN • fosforilación de histonas • desmontaje de la membrana nuclear mitótica • regulación positiva de la expresión génica • regulación positiva de la célula del músculo cardíaco proliferación • activación de la actividad MAPK • la condensación de cromosomas • G2 / M de transición del ciclo celular mitótico • respuesta a la lesión axonal • peptidil-serina fosforilación • la regeneración de órganos animales • respuesta a compuesto organonitrógeno • respuesta a amina • la reparación del ADN • ciclo celular • anaphase- promover catabólico dependiente del complejo proceso • organización de microtúbulos del citoesqueleto • respuesta a etanol • G2 mitótico daño en el ADN puesto de control de señalización • Golgi desmontaje • peptidil treonina-fosforilación • migración celular • ventricular desarrollo de las células del músculo cardiaco • respuesta a sustancia tóxica • respuesta a peróxido de hidrógeno • respuesta a drogas • respuesta celular al peróxido de hidrógeno • localización de la proteína al cinetocoro • proceso apoptótico • proliferación de la población celular • proceso catabólico de la proteína dependiente de ubiquitina mediado por proteasoma • GO: 0007067 ciclo celular mitótico • Respuesta al daño del ADN, transducción de señales por mediador de la clase p53 que da como resultado la detención del ciclo celular • regulación de expresión génica • regulación del ciclo celular meiótico • acoplamiento cuerpo basal ciliar-membrana plasmática • fosforilación de proteínas • regulación positiva de la transición G2 / M del ciclo celular mitótico • desubiquitinación de proteínas • GO: 0007090 transición de fase del ciclo celular mitótico • regulación positiva del ATP mitocondrial transporte de electrones acoplado por síntesis • Entrada viral en la célula huésped • Regulación de la transición G2 / M del ciclo celular mitótico • Iniciación de la transcripción del promotor de la ARN polimerasa II • Ensamblaje complejo que contiene proteínas • Regulación de la transición de fase del ciclo celular mitótico • Regulación del ritmo circadiano
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Fuentes: Amigo / QuickGO |
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Ortólogos |
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Especies | Humano | Ratón |
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Entrez | | |
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Ensembl | | |
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UniProt | | |
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RefSeq (ARNm) | NM_001130829 NM_001170406 NM_001170407 NM_001786 NM_033379
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NM_001320918 |
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RefSeq (proteína) | |
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NP_001163877 NP_001163878 NP_001307847 NP_001777 NP_203698 |
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Ubicación (UCSC) | 10: 60,78 - 60,79 Mb | 10: 69,34 - 69,35 Mb |
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Búsqueda en PubMed | [3] | [4] |
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Wikidata |
Ver / editar humano | Ver / Editar mouse |
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Estructura cristalina del homólogo Cdk1 humano, Cdk2 Cdk1 es una proteína pequeña (aproximadamente 34 kilodaltons) y está muy conservada. El homólogo humano de Cdk1, CDC2 , comparte aproximadamente el 63% de identidad de aminoácidos con su homólogo de levadura. Además, el CDC2 humano es capaz de rescatar la levadura de fisión que porta una mutación cdc2 . [7] [9] Cdk1 está compuesto principalmente por el motivo de proteína quinasa desnuda, que comparten otras proteínas quinasas. Cdk1, como otras quinasas, contiene una hendidura en la que encaja el ATP . Los sustratos de Cdk1 se unen cerca de la boca de la hendidura y los residuos de Cdk1 catalizan la unión covalente del γ-fosfato al oxígeno de la hidroxil serina / treonina del sustrato.
Además de este núcleo catalítico, Cdk1, al igual que otras quinasas dependientes de ciclina , contiene un bucle en T que, en ausencia de una ciclina que interactúe, evita la unión del sustrato al sitio activo de Cdk1. Cdk1 también contiene una hélice PSTAIRE que, al unirse a la ciclina, mueve y reordena el sitio activo, facilitando las actividades de la quinasa Cdk1. [10]
Fig. 1 El diagrama muestra el papel de Cdk1 en la progresión a través del ciclo celular de
S. cerevisiae . Cln3-Cdk1 conduce a la actividad Cln1,2-Cdk1, lo que finalmente da como resultado la actividad Clb5,6-Cdk1 y luego la actividad Clb1-4-Cdk1.
[5] Cuando se une a sus socios ciclina, la fosforilación de Cdk1 conduce a la progresión del ciclo celular. La actividad de Cdk1 se comprende mejor en S. cerevisiae , por lo que aquí se describe la actividad de Cdk1 de S. cerevisiae .
En la levadura en ciernes, la entrada al ciclo celular inicial está controlada por dos complejos reguladores, SBF (factor de unión a SCB) y MBF (factor de unión a MCB). Estos dos complejos controlan la transcripción del gen G 1 / S; sin embargo, normalmente están inactivos. SBF es inhibido por la proteína Whi5 ; sin embargo, cuando se fosforila con Cln3-Cdk1, Whi5 se expulsa del núcleo, lo que permite la transcripción del regulón G 1 / S , que incluye las ciclinas G 1 / S Cln1,2. [11] La actividad ciclina-Cdk1 de G 1 / S conduce a la preparación para la entrada de la fase S (p. Ej., Duplicación de centrómeros o el cuerpo del polo del huso) y un aumento de las ciclinas S (Clb5,6 en S. cerevisiae ). Los complejos Clb5,6-Cdk1 conducen directamente al inicio del origen de replicación; [12] sin embargo, son inhibidos por Sic1 , previniendo el inicio prematuro de la fase S.
La actividad del complejo Cln1,2 y / o Clb5,6-Cdk1 conduce a una caída repentina en los niveles de Sic1, lo que permite una entrada coherente en la fase S. Finalmente, la fosforilación por ciclinas M (p. Ej., Clb1, 2, 3 y 4) en un complejo con Cdk1 conduce al ensamblaje del huso y la alineación de las cromátidas hermanas. La fosforilación de Cdk1 también conduce a la activación de la ubiquitina-proteína ligasa APC Cdc20 , una activación que permite la segregación de cromátidas y, además, la degradación de ciclinas en fase M. Esta destrucción de ciclinas M conduce a los eventos finales de mitosis (p. Ej., Desmontaje del huso, salida mitótica).
Dado su papel esencial en la progresión del ciclo celular, Cdk1 está altamente regulado. Más obviamente, Cdk1 está regulado por su unión con sus socios ciclina. La unión de ciclina altera el acceso al sitio activo de Cdk1, lo que permite la actividad de Cdk1; además, las ciclinas imparten especificidad a la actividad de Cdk1. Al menos algunas ciclinas contienen un parche hidrofóbico que puede interactuar directamente con los sustratos, lo que confiere especificidad al objetivo. [13] Además, las ciclinas pueden apuntar a Cdk1 a ubicaciones subcelulares particulares.
Además de la regulación por ciclinas, Cdk1 está regulada por fosforilación. Una tirosina conservada (Tyr15 en humanos) conduce a la inhibición de Cdk1; Se cree que esta fosforilación altera la orientación del ATP, impidiendo la actividad quinasa eficaz. En S. pombe, por ejemplo, la síntesis de ADN incompleta puede conducir a la estabilización de esta fosforilación, previniendo la progresión mitótica. [14] Wee1 , conservado entre todos los eucariotas fosforila Tyr15, mientras que los miembros de la familia Cdc25 son fosfatasas, lo que contrarresta esta actividad. Se cree que el equilibrio entre los dos ayuda a gobernar la progresión del ciclo celular. Wee1 está controlado en sentido ascendente por Cdr1, Cdr2 y Pom1 .
Los complejos Cdk1-ciclina también se rigen por la unión directa de proteínas inhibidoras de Cdk (CKI). Una de esas proteínas, ya discutida, es Sic1. Sic1 es un inhibidor estequiométrico que se une directamente a los complejos Clb5,6-Cdk1. Se cree que la fosforilación de múltiples sitios, por Cdk1-Cln1 / 2, de Sic1 cronometra la ubiquitinación y destrucción de Sic1 y, por extensión, el momento de la entrada en la fase S. Solo hasta que se supere la inhibición de Sic1 puede producirse la actividad de Clb5,6 y puede comenzar la fase S.
Se ha demostrado que Cdk1 interactúa con:
- BCL2 , [15] [16]
- CCNB1 , [17] [18] [19]
- CCNE1 , [17] [20]
- CDKN3 [21] [22]
- DAB2 , [23]
- FANCC , [24] [25]
- GADD45A , [26] [27] [28] [29]
- LATS1 , [30]
- LYN , [31] [32]
- P53 , [33] [34] y
- UBC . [35]