 종속 키 1의 시험관에서 키에 의해 인 산화 특정 사이트 분석 결과

Kinases는 기판에 ATP에서 인산 염 그룹을 전송 하 고 많은 세포질 과정을 조절 하는 효소. 이 인 산화 되돌릴 수, 빠르고, 두 부정적인 요금을 추가 및 저장 자유 에너지, 하 고 셀에서 사용 하는 가장 일반적인 posttranslational 수정 중 하나입니다. Cdk1, 일컬어 세포 주기 단백질 2 체 (cdc2)는 모든 진핵생물^1,2,3,,45, 세포 주기 위해 마스터 컨트롤러가 고 phosphorylates는 프로테옴^6,7의 예상된 8-13%.

최근 proteomic 연구는 단백질, 대부분의 경우에서에 많은 인 산화 사이트를 확인 하는 동안 키 이러한 수정에 대 한 책임을 알 수 있다. 인간 세포에서 특히 알려진된 Cdk1 목표의 수는 낮은⁷. Cdk1-특정 한 인 산화 위치의 식별 Cdk1 세포 주기를 제어 하는 방법을 설정 하는 기계 론 적인 연구를 하면 그것은 중요 하다. 세포 주기 규칙은 충실 한 염색체 분리 및 세포 분열에 대 한 중요 한 그리고 세포질 과정의 무수 한이 중요 한 생리 기능을 지원 하기 위해 발생 해야 합니다. 전사와 유사 분열, 세포의 구조와 핵, 염색체 응축, mitotic 스핀 들 어셈블리의 분해 등의 조직에 극적인 개편의 발병 이전 번역 중단 포함 됩니다. 규제 완화와 이러한 프로세스에서 오류가 발생할 암, 출생 결함, 또는 mitotic 세포 죽음. RO-3306 같은 Cdk1의 특정 억제제 개발된⁸, 기능성 연구를 위한 강력한 도구를 제공 하는 되었고 이러한 억제제 중 일부는 현재 암 치료에 대 한 임상 시험 (검토를 위해⁹ 참조).

여기, 우리가 시험관에서 키 분석 결과 Cdk1 관련 인 산화 위치의 식별 수 있도록 설명 합니다. 이 분석 결과에서 상용 인간 Cdk1/ B는 순화 대상 단백질에서 생체 외에서phosphorylate 데 사용 됩니다. 기판의 인 산화의 질량을 증가 하 고 추가 두 음 전; 따라서, 성공적인 인 산화는 SDS 페이지에 단백질 젤 밴드의 상승 교대에 의해 확인 된다. 인 산화 Cdk1 특정 사이트 이후 체 외에 phosphorylated 단백질의 질량 분석 분석에 의해 식별 됩니다. 실험적인 디자인으로 돕기 위해 우리는 또한 계산 도구와 단백질 시퀀스에서 Cdk1 관련 인 산화 위치의 예측에 대 한 참조를 검토 합니다. 또한, 우리는 또한 매우 순수 하 고 균질 단백질 준비 니 분석 결과 대 한 적합 한 생성 하는 정화 프로토콜 설명 합니다. 마지막으로, 기능 연구에 의해 확인 된 인 산화 사이트를 확인 해야 합니다 그리고 여기에 설명 된 간단한 바인딩 분석 결과 그 목적을 위해. 결합, 이것은 매우 강력한 접근 Cdk1 세포 주기^7,,1011를 제어 하는 방법으로 기계 론 적인 연구를 가능 하 게 Cdk1 관련 인 산화 사이트를 생성. 이 메서드는 순화 된 단백질에 의존, 이후 모든 모델 유기 체 및 수율 신뢰할 수 있는 결과에 적용할 수 있습니다. 그러나, 취득된 인 산화 사이트에는 생체 외에서 의 기능 확인은 권장, 셀 추가 규제 메커니즘 posttranslational 수정, 상호 파트너 또는 셀룰러 지역화 같은 장소에는 인 산화 사이트 액세스할 수 또는 Cdk1에 의해 인식에 대 한 액세스할 수 없게 렌더링 수 있습니다.

Cdk1 어디 X 어떤 잔류물 이며 떠들고 또는 트레오닌 인 산화의 사이트 (Ser/Thr-프로-X-리스/Arg), 구성 된 합의 인 산화 사이트를 인식 합니다. 특히 중요 한 인식에 대 한 + 1 위치에 프롤린의 존재가입니다. + 2 또는 3 위치에 기본적인 잔류물을 선호 하는 또한, 대부분 Cdk1 관련 인 산화 사이트는 + 3에서 리스 또는 Arg를 포함 위치^6,12.

Cdk1의 활성화 긴밀 하 게 규제 하 고 유사 분열^1,2,3,,45의 발병에 연결 됩니다.  종속 kinases의 활동 일반적으로 진동 세포 주기¹³전역 수준에서 표현 되는 뚜렷한 cyclins ( A, B, C, D, 그리고 E 인간에서), 그들의 연관에 따라 달라 집니다. Cdk1는 일정 한 세포 주기 고  A와 B^5,13,,1415로  규제 소 단위와의 연결에 의존 하는 그것의 활동의 규제 뿐만 아니라 포스트 번역 상 수정. Cdk1/ B 복합체의 형성이 키 니 아 제 활성화^{5,14,15,,1617,18}에 대 한 필요 합니다. G2 단계  B는 cytosol에서 번역 및 그것은 Cdk1^{5,14,15,16,,1718}; 바인딩 핵을 가져올 그러나, Cdk1/ B 인간 Cdk1 억제 kinases Myt1에 의해 Thr14와 Tyr15 잔류물에 인 산화 (멤브레인 관련 티로신, 트레오닌-특정 cdc2 억제 키)와 Wee1, 각각^{19, 사 개최 20,21}. 늦은 G2 단계에서 세포 분열 주기 25 인산 가수분해 효소 (cdc25)에 의해 Thr14와 Tyr15의 dephosphorylation Cdk1/ B 복합의 키 니 아 제 활동을 활성화 하 고 유사 분열^12,14, 의 개시를 유발 ^{18 , 20 , 22 , 23}. Thr161 인 산화는 Cdk1/ B 활성화에도 필요 하 고 Cdk7, Cdk 활성화 키 (케이크)¹⁸에 의해 중재입니다.  B anaphase에의 생긴다 Cdk1을, 유사 분열^24,25에서 출구를 허용. Cdk1/ B의 활성화는 따라서 복잡 한 과정입니다. 여기에 제시 된 프로토콜 상용 Cdk1/ b 수행 곤충 세포에서이 복합물의 재조합 식 동안 활성화 된 vivo에서 생 kinases^14,20 이며 순화 된 상태에서 활성 상태로 유지 합니다. 결과 활성화, 재조합 인간 Cdk1/ B는 생체 외에서 키 니 아 제 분석 실험에 적합 합니다.

여기, 우리는 인간의 centromere 단백질 F (CENP F)¹⁰Cdk1 관련 인 산화 위치의 식별에 대 한 프로토콜을 설명합니다. CENP-F는 대부분 interphase (g 1과 S 상)의 중 핵에 있는 g 2 단계^{26,27,28 ,} Cdk1 종속 방식으로¹⁰에 cytosol에 수출 하는 kinetochore 단백질 ¹¹. 핵 지역화²⁶이 분 cNLS 의해 수 여. cNLSs 핵 전송 요소 karyopherin α karyopherin β 및 RanGDP, 핵²⁹에 cNLS 화물의 수입 촉진에 의해 인식 됩니다. G2 단계에서 핵 수출¹⁰알 수 없는 수출 통로 통해 촉진 된다. CENP-F는 cytosol에 있는, 일단 핵을 모집 하 고 차례 차례로 모터 단백질 복잡 한 다^30,31신병. 이 통로 mitotic 항목의 정확한 타이밍에 대 한 및 두뇌에 있는 근본적인 과정에 대 한 중요 한 다 종속 방식 mitotic 스핀 들 어셈블리의 초기 단계는 centrosome 각각 핵 위치 하는 것이 중요 하다 개발^30,,3132. G 2 단계에서 시작 해 서, CENP-F 또한 조립 되는 kinetochore에 충실 한 염색체 분리^{27,28,,3334,35에 대 한 중요 한 역할을가지고} . 이 통로의 주요 규제 단계는 Cdk1^10,11에 따라 g 2 단계에서 CENP-F의 핵 수출 이다. 여기 CENP F. cNLS에 Cdk1-관련 인 산화 위치의 식별 프로토콜 설명 이 사이트의 Phosphomimetic 돌연변이 CENP-f, B Cdk1/ 직접 CENP-F의 그것의 cNLS¹⁰의 인 산화에 의해 세포 지역화 조절 제안 핵 가져오기 천천히.

전반적으로,이 생체 외에서 니 분석 결과 수 있습니다 특정 기판의 식별을 키 Cdk1 정화 대상 단백질 phosphorylated 생체 외에서 상용 Cdk1/ B 복합물 및 인 산화 사이트에 대 한 이후 질량 분석에 의해 식별 됩니다. Cdk1-특정 한 인 산화 위치의 식별 Cdk1 세포 주기를 제어 하는 방법을 계시 하는 기계 론 적인 연구를 지원 합니다.