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| 分離する | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.4.22.49 | ||||||||
| CAS番号 | 351527-77-0 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
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| ESPL1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | ESPL1、ESP1、SEPA、EPAS1、セパラーゼ、追加のスピンドル ポール ボディ（1 など）、セパラーゼ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：604143; MGI : 2146156;ホモロジーン：32151;ジーンカード：ESPL1; OMA :ESPL1 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| ウィキデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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セパラーゼ（セパリンとも呼ばれる）は、分裂後期の初期段階で姉妹染色分体を結合させるタンパク質であるコヒーシンを加水分解することで分裂後期を誘発するシステイン プロテアーゼである。[5]ヒトでは、セパリンはESPL1遺伝子 によってコードされている。[6]
歴史
S. cerevisiaeでは、セパラーゼはesp1遺伝子によってコードされています。esp1は1998年にキム・ナスミスとその同僚によって発見されました。 [7] [8] 2021年に、ジュネーブ大学の科学者はクライオ電子顕微鏡を使用して、セキュリンまたはCDK1-サイクリンB1-CKS1との複合体のヒトセパラーゼの構造を決定しました。[9]
関数
分裂期前の姉妹染色分体間の安定した凝集と分裂期中の適時の分離は、細胞分裂と染色体継承にとって重要である。脊椎動物では、姉妹染色分体の凝集は2つの異なるメカニズムによって2段階で解除される。第1段階では、コヒーシン複合体のSTAG1またはSTAG2のリン酸化が関与する。第2段階では、セパラーゼによるコヒーシンサブユニットSCC1（RAD21）の切断が関与し、これが姉妹染色分体の最終的な分離を開始する。[11]
S. cerevisiaeでは、Esp1 は ESP1 によってコードされ、セキュリンPds1 によって制御されます。2 つの姉妹染色分体は、有糸分裂後期の開始時までコヒーシン複合体によって最初は結合していますが、有糸分裂紡錘体が2 つの姉妹染色分体を引き離し、2 つの娘細胞のそれぞれに同数の姉妹染色分体が残ります。2 つの姉妹染色分体を結合して姉妹染色分体が早期に分離するのを防ぐタンパク質は、コヒーシンタンパク質ファミリーの一部です。姉妹染色分体の接着に不可欠なコヒーシンタンパク質の 1 つが Scc1 です。Esp1 はコヒーシンサブユニット Scc1 (RAD21) を切断するセパラーゼタンパク質であり、有糸分裂中の有糸分裂後期の開始時に姉妹染色分体が分離できるようにします。[8]
規制
細胞が分裂していない場合、セパラーゼは、セキュリンとの結合、またはサイクリン-CDK複合体によるセパラーゼの特定のセリン残基のリン酸化によって、コヒーシンの切断を防いでいます。セパラーゼのリン酸化は、CDK1-サイクリンB1との安定した結合につながります。セキュリンまたはCDK1-サイクリンBの結合は相互に排他的です。両方の複合体において、セパラーゼは、触媒部位および近くのドッキング部位での基質結合をブロックする擬似基質モチーフによって阻害されます。しかし、セキュリンには基質結合を遮断するための独自の擬似基質モチーフが含まれていますが、CDK1-サイクリンB複合体は、セパラーゼ自体の柔軟なループから擬似基質モチーフを固定化することでセパラーゼを阻害し、セパラーゼのタンパク質分解活性の自己阻害をもたらします。[9]これらの異なる結合パートナーを介した制御は、不適切なコヒーシン切断を防ぐための2層の負の制御を提供します。ほとんどの生物では、セパラーゼは最初にセキュリン-セパラーゼ複合体を形成しなければ機能しないことに注意してください。これは、セキュリンがセパラーゼを機能的な構造に適切に折り畳むのを助けるためです。しかし、酵母ではセキュリンが欠失していてもアナフェーズが発生するため、機能的なセパラーゼを形成するためにセキュリンは必要ないようである。[10]
後期のシグナルにより、セクリンはユビキチン化され、加水分解され、APC -Cdc20 複合体による脱リン酸化のためにセパラーゼが放出されます。活性セパラーゼはその後、Scc1 を切断して姉妹染色分体を放出します。
セパラーゼは、分裂前期にCdc14の活性化を開始し[13]、Cdc14はセキュリンを脱リン酸化することで分解基質としての効率を高めることがわかっています。この正のフィードバックループの存在は、分裂後期にスイッチのような動作を与える潜在的なメカニズムを提供します。[12]
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000135476 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000058290 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「ESPL1 - セパリン - Homo sapiens (ヒト) - ESPL1 遺伝子とタンパク質」。Uniprot.org 2010-10-05 。2016-05-14閲覧。
- ^ Nagase T, Seki N, Ishikawa K, Tanaka A, Nomura N (1996年2月). 「未確認ヒト遺伝子のコード配列の予測。V. ヒト細胞株KG-1からのcDNAクローンの分析によって推定された40個の新しい遺伝子（KIAA0161-KIAA0200）のコード配列」。DNA研究。3（1）：17–24。doi ： 10.1093/ dnares /3.1.17。PMID 8724849 。
- ^ Ciosk R, Zachariae W, Michaelis C, Shevchenko A, Mann M, Nasmyth K (1998 年 6 月). 「ESP1/PDS1 複合体は酵母のメタフェーズからアナフェーズへの移行時に姉妹染色分体結合の喪失を制御する」. Cell . 93 (6): 1067–1076. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81211-8 . PMID 9635435. S2CID 9951929.
- ^ ab Uhlmann F 、 Lottspeich F、 Nasmyth K (1999 年 7 月)。「後期開始時の姉妹染色分体分離は、コヒーシンサブユニット Scc1 の切断によって促進される」。Nature . 400 ( 6739 ): 37–42。Bibcode :1999Natur.400...37U。doi :10.1038/21831。PMID 10403247。S2CID 4354549 。
- ^ ab Yu J、Raia P、ゲント CM、Raisch T、Sadian Y、Cavadini S、他。 （2021年8月）。 「セキュリンおよびCDK1-サイクリンB1によるヒトセパラーゼ制御の構造的基礎」。自然。596 (7870): 138–142。Bibcode :2021Natur.596..138Y。土井：10.1038/s41586-021-03764-0。PMC 8482764。PMID 34290405。S2CID 236174130 。
- ^ ab Morgan DO (2007).細胞周期：制御の原理。ロンドン：オックスフォード大学出版局と提携してニューサイエンスプレスが出版。ISBN 978-0-87893-508-6。
- ^ Sun Y、Kucej M、 Fan HY、Yu H、Sun QY、Zou H (2009 年 4 月)。「Separase は有糸分裂染色体にリクルートされ、DNA 依存的に姉妹染色分体の結合を解消する」。Cell . 137 (1): 123–132. doi :10.1016/j.cell.2009.01.040. PMC 2673135 . PMID 19345191。
- ^ ab Holt LJ 、 Krutchinsky AN、Morgan DO (2008年7 月) 。「正のフィードバックが後期スイッチを鋭敏にする」。Nature。454 ( 7202 ): 353–357。Bibcode :2008Natur.454..353H。doi :10.1038/nature07050。PMC 2636747。PMID 18552837。
- ^ Stegmeier F、Visintin R、Amon A (2002 年 1 月)。「セパラーゼ、ポロキナーゼ、キネトコアタンパク質 Slk19、および Spo12 は、前期分裂期における Cdc14 の局在を制御するネットワークで機能する」。Cell。108 ( 2 ) : 207–220。doi : 10.1016 /S0092-8674(02) 00618-9。PMID 11832211。S2CID 2408261 。
さらに読む
- McGrew JT、Goetsch L、 Byers B 、 Baum P (1992 年 12 月)。「Saccharomyces cerevisiae の核分裂における ESP1 の必要性」。細胞の分子生物学。3 (12): 1443–1454。doi : 10.1091 /mbc.3.12.1443。PMC 275712。PMID 1493337。
- Ciosk R、Zachariae W、Michaelis C、Shevchenko A、Mann M、Nasmyth K (1998 年 6 月)。「ESP1/PDS1 複合体は酵母の分裂中期から分裂後期への移行時に姉妹染色分体結合の喪失を制御する」。Cell。93 ( 6 ) : 1067–1076。doi : 10.1016 /S0092-8674(00) 81211-8。PMID 9635435。S2CID 9951929 。
- Jensen S、Segal M、Clarke DJ、Reed SI (2001 年 1 月)。「出芽酵母のセパリン Esp1 の分裂後期紡錘体伸長における新たな役割: Esp1 の適切な紡錘体結合が Pds1 によって制御されているという証拠」。The Journal of Cell Biology。152 ( 1 ): 27–40。doi :10.1083 / jcb.152.1.27。PMC 2193664。PMID 11149918。
- Kumar P、Cheng H、Paudyal S、Nakamura LV、Zhang N、Li JT、et al. (2020 年 9 月)。「コヒーシンプロテアーゼである Separase のハプロ不全は、マウスの造血幹細胞の再生を促進する」。Stem Cells。38 ( 12 ) : 1624–1636。doi : 10.1002 /stem.3280。PMID 32997844。S2CID 222147920。
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)の separase
- https://web.archive.org/web/20041117073907/http://ncbi.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=ヌクレオチド
- セキュリンとセパリンの作用を説明する David Morgan によるビデオ (MP4 形式): http://media.hhmi.org/ibio/morgan/morgan_3.mp4
- その他の形式では：[1]
