Regulacja cyklu komórkowego – CDKs i cykliny
Regulacja cyklu komórkowego odbywa się poprzez uruchamianie reakcji aktywacji (fosforylacji) i deaktywacji (defosforylacji) białek. Fosforylacja zachodzi przy udziale kinaz białkowych, podczas gdy defosforylacja odbywa się za pośrednictwem fosfataz. Kinazy CDK (kinazy cyklino-zależne) to kinazy białkowe pozytywnie regulujące podziały komórki. Są one obecne w komórkach dzielących się podczas całego cyklu. Poszczególne klasy CDKs są aktywowane jednak tylko w odpowiednim okresie cyklu, po czym szybko tracą aktywność. Kinazy wykazują swoją aktywność tylko we współdziałaniu z cyklinami. CDKs łączą się w kompleksy z cyklinami i reguluję przechodzenie komórki w kolejne fazy cyklu. Wyróżniamy kilka klas CDKs, które preferencyjne tworzą kompleksy z określonymi cyklinami: np. Cdk2-cyklina A, Cdk5-p35, Cdk6-cyklina D, Cdk9-cyklina T i inne. Podsumowanie znanych oddziaływań CDKs i cyklin przedstawia Tabela 1.
Cykliny są białkami, które nie posiadają w większości aktywności enzymatycznej. Do swojego działania wymagają obecności CDKs. W komórkach, największą rolę odgrywają cykliny A, B oraz C, D i E, chociaż do dziś opisano ich znacznie więcej. W czasie cyklu komórkowego cykliny A, C, D i E są syntetyzowane de novo i ich stężenie w komórce rośnie w miarę upływu cyklu, zaś cyklina B jest syntetyzowana w fazie G2. Stężenie typów cyklin zwiększa się, a potem gwałtownie maleje na skutek degradacji na drodze proteosomalnej w określonym czasie cyklu komórkowego. Ilustracja cyklicznych zmian ekspresji cyklin jest przedstawiona na rysunku 1.
Wzrost stężenia każdego typu cykliny wspomaga aktywację jej partnerskiej Cdk, a nagły jego spadek przywraca Cdk do stanu nieaktywnego. Zarówno cykliny jak i białka im towarzyszące są obecnie przedmiotem intensywnych badań, gdyż zaburzenia ich ekspresji i regulacji mogą prowadzić do procesów nowotworzenia. Najwięcej doniesień dotyczy nadekspresji cykliny D i E w rozwój wielu typów nowotworów.
Literatura
- Stamatakos M, Palla V, Karaiskos I, Xiromeritis K, Alexiou I, Pateras I, Kontzoglou K. Cell cyclins: triggering elements of cancer or not? World J Surg Oncol 2010;8:111.
- John PC, Mews M, Moore R. Cyclin/Cdk complexes: their involvement in cell cycle progression and mitotic division. Protoplasma 2001; 216:119-42.
- Satyanarayana A, Kaldis P. Mammalian cell-cycle regulation: several Cdks, numerous cyclins and diverse compensatory mechanisms. Oncogene 2009; 28:2925-39.
- Santamaria D, Ortega S. Cyclins and Cdks in development and cancer: lessons from genetically modified mice. Front Biosci 2006; 11:1164-88.