Sic1
एस. आई. सी. 1, एक प्रोटीन, उभरते हुए खमीर सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया में सी. डी. के. 1-सी. एल. बी. (बी-प्रकार के साइक्लिन) परिसरों का एक स्टोइकिओमेट्रिक अवरोधक है। क्योंकि बी-प्रकार के साइक्लिन-सी. डी. के. 1 परिसर एस-चरण की शुरुआत के चालक हैं, एस. आई. सी. 1 समय से पहले एस-चरण के प्रवेश को रोकता है। एस. आई. सी. 1 के मल्टीसाइट फॉस्फोराइलेशन को एस. आई. सी. 1 सर्वव्यापीकरण और विनाश का समय माना जाता है, और विस्तार से, एस-चरण प्रविष्टि का समय। कोशिका चक्र नियंत्रण कोशिका चक्र के जी1 चरण में, एस. आई. सी. 1 सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी. परिसर से मजबूती से जुड़ता है और इसे रोकता है। कम सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी. गतिविधि माइटोटिक स्पिंडल के पृथक्करण, पूर्व-प्रतिकृति परिसर की असेंबली और खमीर में कली के गठन की शुरुआत की ओर ले जाती है। खमीर कोशिका चक्र में स्टार्ट बिंदु पर, जी1-साइक्लिन सी. एल. एन. 3, सी. एल. एन. 1 और सी. एल. एन. 2 सी. डी. सी. 28 को सक्रिय करते हैं। सक्रिय परिसर कई स्थानों पर एस. आई. सी. 1 को फॉस्फोरिलेट करेगा जिससे एस. सी. एफ. परिसर द्वारा इसका क्षरण होता है। जब एस. आई. सी. 1 का क्षरण होता है, तो सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी. परिसर अब बाधित नहीं होता है और कोशिका एस/एम-चरण में प्रवेश कर सकती है। इस प्रकार S चरण (Fig.1) में संक्रमण के लिए Sic1 निष्क्रियता आवश्यक है। बी-टाइप साइक्लिन (सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी.) फॉस्फोराइलेट्स एस. वी. आई. 5 के साथ कॉम्प्लेक्स में सी. डी. सी. 28, एस. आई. सी. 1 का प्रतिलेखन कारक है। यह नाभिक से कोशिका द्रव्य में स्वि5 के निर्यात को बढ़ावा देता है और सी. डी. के. अवरोधक के आगे प्रतिलेखन से बचाता है। सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी. अभी भी उपलब्ध किसी भी एस. आई. सी. 1 अणु को फॉस्फोरिलेट करता है और सी. डी. सी. 28-सी. एल. एन. की तरह उनके यूबीक्विटिन-निर्भर क्षरण को ट्रिगर करता है। उच्च सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी. स्तर भी डी. एन. ए. प्रतिकृति और स्पिंडल पोल बॉडी (एस. पी. बी.) की प्रतिकृति शुरू करते हैं। फिर मेटाफ़ेज़ स्पिंडल असेंबल और गुणसूत्र अलगाव हो सकता है। Sic1 का प्रतिलेखन टेलोफ़ेज़ के दौरान शुरू होता है, जिसकी मध्यस्थता Swi5 द्वारा की जाती है। एसीए2 एसआईसी1 का एक अन्य प्रतिलेखन कारक है, लेकिन जी1 तक निष्क्रिय रहता है। माइटोसिस के अंत में, एस. आई. सी. 1 सी. डी. सी. 28-सी. एल. बी. के निष्क्रियकरण में शामिल है। एस. सी. एफ. परिसर के सी. डी. सी. 4 द्वारा पहचाने जाने के लिए, एस. सी. 1 को फॉस्फोराइलेटेड करना पड़ता है, अक्सर साइक्लिन-सी. डी. के. परिसरों द्वारा, कम से कम 9 सी. डी. के. स्थलों में से 6 पर (चित्र। 2)। एस. आई. सी. 1 को अन्य काइनेसों द्वारा भी फॉस्फोरिलेट किया जा सकता है, जैसे कि फो85-पी. सी. 11, एक काइनेस जो सी. एल. एन. 1 और सी. एल. एन. 2 के अनुपस्थित होने पर आवश्यक हो जाता है। ऑस्मोस्ट्रेस की प्रतिक्रिया में भी एस. आई. सी. 1 की भूमिका है। स्ट्रेस-एक्टिवेटेड प्रोटीन काइनेज (एसएपीके) हॉग1 फॉस्फोराइलेट्स एस. आई. सी. 1 कार्बोक्सिल टर्मिनस पर एक अवशेष पर होता है। यह साइक्लिन अभिव्यक्ति और एस. आई. सी. 1 स्थिरीकरण के डाउनरेगुलेशन की ओर ले जाता है जो कोशिका चक्र को रोकता है। फॉस्फोराइलेशन एस. आई. सी. 1 को सर्वव्यापी-संचालित क्षरण के लिए कई स्थानों पर फॉस्फोराइलेटेड करने की आवश्यकता है (चित्र। 2)। एस. सी. 1 को सी. डी. सी. 4 द्वारा एस. सी. एफ. परिसर में भर्ती करने के लिए कई फॉस्फोरिलेशन की आवश्यकता होती है। सी. डी. सी. 4 सब्सट्रेट पहचान तंत्र में तथाकथित सी. डी. सी. 4 फॉस्फो-डीग्रोन (सी. पी. डी.), मुड़े हुए और फॉस्फोराइलेटेड एस. आई. सी. 1 की सतह पर सर्वसम्मति बाध्यकारी रूपांकनों के साथ बातचीत शामिल है। यह दिखाया गया है कि सी. डी. सी. 4 के लिए इष्टतम सर्वसम्मति अनुक्रम एक फॉस्फोराइलेटेड सेरीन या थ्रेओनिन है जिसके बाद एक प्रोलिन और एक मूल अमीनो एसिड होता है। हालांकि, एस. आई. सी. 1 की सतह पर कोई भी सी. पी. डी. ऐसी संरचना नहीं दिखाती है। इसलिए, सी. डी. सी. 4 से उच्च लगाव बंधन प्राप्त करने के लिए एस. आई. सी. 1 का कई फॉस्फोराइलेशन आवश्यक है। हालाँकि यह तंत्र अक्षम दिखता है, लेकिन यह एक कोशिका के लिए लाभ प्रदान करता है क्योंकि पर्यावरणीय सी. एल. एन./सी. डी. सी. 28 सांद्रता को मापना संभव है। फॉस्फोराइलेटेड स्थलों की संख्या सी. एल. एन./सी. डी. सी. 28 की सांद्रता से मेल खाती है और एस. आई. सी. 1 को इस प्रोटीन के लिए एक संवेदक के रूप में माना जा सकता है। अतिसंवेदनशील काइनेज कैस्केड फीडबैक लूप के कई तेज संक्रमणों के विपरीत, यह तंत्र ठीक से ट्यून किए गए विनियमन की अनुमति देता है। इसके अलावा, क्योंकि कई फॉस्फोरिलेशन की आवश्यकता होती है, इसलिए एस. आई. सी. 1 के यादृच्छिक रूप से अवक्रमित होने की संभावना कम है। एस. आई. सी. 1 के कई फॉस्फोराइलेशन का उपयोग करते हुए, कोशिका ने डी. एन. ए. प्रतिकृति की शुरुआत को अत्यधिक विनियमित करने के लिए एक रणनीति विकसित की जो आनुवंशिक स्थिरता प्रदान करने के लिए बिल्कुल महत्वपूर्ण है। एस. आई. सी. 1 क्षरण के विनियमन की एक सरलीकृत समझ में कई सी. डी. के. स्थलों का फॉस्फोराइलेशन शामिल है, जिसमें इष्टतम और उप-इष्टतम सर्वसम्मति फॉस्फोराइलेशन रूपांकन शामिल हैं। कोइवोमागी एट अल द्वारा हाल ही में किए गए अध्ययन। साइक्लिन-सी. डी. के. कॉम्प्लेक्स और एस. आई. सी. 1 प्रोटीन के बीच बहु-फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रिया की कई पेचीदगियों का पता चला है। ये अध्ययन एस. आई. सी. 1. सी. डी. के. फॉस्फोराइलेशन स्थलों की महत्वपूर्ण विशेषताओं का खुलासा करते हैं, जिनमें प्राइमिंग साइट, बाइंडिंग साइट, डिग्रॉन जोड़े, फॉस्फोराइलेशन साइटों की दूरी और सापेक्ष साइट स्थान शामिल हैं। इसके अलावा, अध्ययन Sic1 फॉस्फोराइलेशन पर अन्य कारकों के प्रभाव पर भी जोर देते हैं, जिसमें Cks1 फॉस्फो-बाइंडिंग पॉकेट, साइक्लिन डॉकिंग मोटिफ और Cdk1 सक्रिय साइट विशिष्टता शामिल हैं। ये सभी तंत्र घटनाओं के अनुक्रम की गतिशीलता में योगदान करते हैं जिससे Sic1 क्षरण और S-चरण की शुरुआत होती है। कार्य सी. डी. के. 1 साइक्लिन कॉम्प्लेक्स का अक्सर उपेक्षित घटक होने के अलावा, सी. के. एस. 1 एस. आई. सी. 1 मल्टी-फॉस्फोराइलेशन और क्षरण के लिए महत्वपूर्ण है। सी. के. एस. 1 का फॉस्फो-बाइंडिंग पॉकेट एस. आई. सी. 1 पर फॉस्फोराइलेटेड सी. डी. के. स्थलों को स्वतंत्र रूप से बांधने में सक्षम है। इसके अतिरिक्त, फॉस्फोसेरिन के लिए सी. के. एस. 1 की बाध्यकारी आत्मीयता बेहद कमजोर है, जो अनिवार्य रूप से सी. के. एस. 1 को केवल फॉस्फोथेरोनिन की उपस्थिति पर निर्भर करती है। इस प्रकार, एक सी. डी. के. 1 फॉस्फोराइलेशन साइट या केवल फॉस्फोसेरिन मौजूद होने वाले एस. आई. सी. 1 उत्परिवर्तकों में, सी. के. एस. 1 सब्सट्रेट से ठीक से जुड़ने और एस. आई. सी. 1 मल्टी-फॉस्फोराइलेशन को बढ़ावा देने में असमर्थ है। यह यादृच्छिक वितरण फॉस्फोराइलेशन मॉडल के पिछले सिद्धांत के बजाय एक प्रक्रियात्मक फॉस्फोराइलेशन तंत्र के लिए एक मजबूत तर्क प्रदान करता है। थ्रेओनिन की आवश्यकता के अलावा, थ्रेओनिन अवशेष के सापेक्ष-2 स्थिति पर प्रोलाइन अवशेष की शुरूआत के साथ एस. आई. सी. 1 के लिए सी. के. एस. 1 बंधन को बढ़ाया जा सकता है। साइट पोजिशनिंग एस. आई. सी. 1 अव्यवस्थित क्षेत्रों वाला एक अणु है, जो फॉस्फोराइलेशन साइट दूरी के हेरफेर में सहायता करता है। निम्नलिखित निष्कर्षों के लिए, कोइवोमागी और अन्य। एक T33 इष्टतम सर्वसम्मति रूपांकन के साथ एक Sic1 निर्माण का उपयोग किया, जो प्राथमिक फॉस्फोराइलेशन साइट के रूप में कार्य करता है, और एक उप-इष्टतम रूपांकन, जो एक माध्यमिक साइट के रूप में कार्य करता है। जब टिप्पणियों को केवल डबल-फॉस्फोराइलेटेड Sic1 निर्माणों तक सीमित किया जाता है, तो दो-चरणीय फॉस्फोराइलेशन प्रक्रिया देखी गई, जहां पहला चरण प्राथमिक साइट फॉस्फोराइलेशन था। हालांकि, फॉस्फोराइलेशन होने के लिए प्राथमिक स्थल के सापेक्ष प्रोटीन के सी-टर्मिनस की ओर द्वितीयक स्थान स्थित होना चाहिए। द्वितीयक स्थल फॉस्फोराइलेशन भी स्थिति के प्रति संवेदनशील है। + 10 से + 12 श्रेणी के आसपास एक विशिष्ट वृद्धि और + 20 से + 30 श्रेणी में क्रमिक कमी के साथ, + 12 से + 16 अमीनो एसिड दूरी के बीच पीक फॉस्फोराइलेशन दरें पाई गईं। - 2 प्रोलाइन अवशेष की शुरूआत शीर्ष फॉस्फोराइलेशन सीमा का विस्तार करके इन विट्रो दोनों में फॉस्फोराइलेशन को बढ़ाती है, लेकिन + 10 से कम दूरी पर फॉस्फोराइलेशन गतिविधि को नहीं बढ़ाती है। पीक फॉस्फोराइलेशन रेंज के इस विस्तार को संभवतः सी. के. एस. 1 के लिए प्राइमिंग साइट के बढ़े हुए बंधन के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। 5 फॉस्फोराइलेशन अवशेषों (1 प्राइमिंग साइट और दो फॉस्फोडेग्रोन जोड़े) वाले एक साधारण SIC1 निर्माण से पता चला कि प्राइमिंग साइट की किसी भी मामूली गति से कोशिका चक्र की प्रगति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। फॉस्फोराइलेशन को अधिकतम करने के लिए प्राइमिंग साइट फॉस्फोडेग्रोन जोड़ी में दोनों अवशेषों की + 12 से + 16 सीमा के भीतर होनी चाहिए। दिशात्मकता एस. आई. सी. 1 फॉस्फोराइलेशन जी1 साइक्लिन, सी. एल. एन. 1,2 द्वारा शुरू किया जाता है, और फिर एस-चरण साइक्लिन, सी. एल. बी. 5,6 (चित्र। 1)। साइक्लिन के डॉकिंग रूपांकनों Sic1 फॉस्फोराइलेशन गतिशीलता में भाग लेते हैं। एस-चरण साइक्लिन आरएक्सएल डॉकिंग का उपयोग करते हैं जबकि जी1 साइक्लिन एलएलपीपी डॉकिंग का उपयोग करते हैं। एस. आई. सी. 1 फॉस्फोराइलेशन तब बढ़ता है जब सी. एल. बी. 5 का आर. एक्स. एल. रूपांकन इष्टतम सी. डी. के. रूपांकन के सापेक्ष + 16 से + 20 स्थिति होता है। मोटिफ के लिए एन-टर्मिनल स्थित आरएक्सएल स्थिति फॉस्फोराइलेशन की नगण्य मात्रा का कारण बनी। इसके विपरीत, एल. एल. पी. पी. मोटिफ को प्राइमिंग साइट से दूर ले जाने से सी. एल. एन. 2 फॉस्फोराइलेशन बढ़ता है, चाहे दिशा कुछ भी हो। प्रक्रिया सी. के. एस. 1-निर्भर बहु-फॉस्फोराइलेशन एक प्रक्रियाशील या अर्ध-प्रक्रियाशील तरीके से होता है, जो सामान्य कोशिकाओं में मध्यवर्ती एस. आई. सी. 1 फॉस्फोराइलेशन अवस्थाओं की कमी से प्रमाणित होता है। यह प्रक्रिया साइक्लिन डॉकिंग साइट की उपस्थिति पर भी निर्भर है क्योंकि इस साइट में उत्परिवर्तन की संख्या बढ़ने से शुद्ध फॉस्फोराइलेशन दर कम हो जाती है। प्रक्रियात्मक फॉस्फोराइलेशन में दो प्रशंसनीय तंत्र होते हैं जहां एक एकल बंधन घटना दो या दो से अधिक स्थलों के फॉस्फोराइलेशन की ओर ले जाती है। पहला तंत्र प्रस्तावित करता है कि, एंजाइम परिसर से अलग हुए बिना, प्राथमिक स्थल को फॉस्फोरिलेटेड किया जाता है और तुरंत सक्रिय स्थल से सी. के. एस. 1 बाइंडिंग पॉकेट में स्थानांतरित कर दिया जाता है ताकि अन्य सी. डी. के. स्थलों के अतिरिक्त फॉस्फोराइलेशन की अनुमति दी जा सके। दूसरा तंत्र प्रस्तावित करता है कि फॉस्फोरिलेटेड प्राथमिक स्थल दूसरे स्थान से जुड़ता है और लगातार बंधा होता है जबकि अन्य सी. डी. के. स्थल बहु-फॉस्फोराइलेशन के लिए क्रमिक तरीके से सक्रिय स्थान से जुड़ते हैं। सिमुलेशन भविष्यवाणी करते हैं कि पहले के बाद दूसरी फॉस्फोराइलेशन घटना की संभावना, बिना पृथक्करण के, पहले और दूसरे तंत्र के लिए क्रमशः 40 प्रतिशत और 20-40% है। एस. सी. 1 को एस. सी. एफ. (सी. डी. सी. 4) द्वारा क्षरण के लिए लक्षित किया जाता है, जो एस. सी. 1 फॉस्फोडेग्रोन जोड़े को पहचानता है। ये फॉस्फोडेग्रोन जोड़े निकटता से स्थित युग्मित फॉस्फोराइलेशन अवशेष हैं जिनमें से प्रत्येक का सी. डी. सी. 4 के लिए मजबूत संबंध है। S69/S76/S80 समूह के साथ एक Sic1 निर्माण में, इन फॉस्फोडेग्रोन जोड़े का प्रक्रियात्मक फॉस्फोराइलेशन Cdk1 स्थलों पर निर्भर है। सीएलबी5 प्रक्रिया टी5 और टी33 स्थलों पर निर्भर है, जबकि सीएलएन2 प्रक्रिया टी5 पर निर्भर है। विभिन्न अवशेषों के पुनः परिचय के कारण T33 अवशेष की खोज हुई जो T45/T48 फॉस्फोडेग्रोन जोड़ी के लिए एक डॉकिंग साइट के रूप में काम करता है, जो अन्य फॉस्फोडेग्रोन जोड़े की अनुपस्थिति में कुछ हद तक Sic1 क्षरण को बढ़ावा देने में सक्षम है। निम्नलिखित तंत्र कोइवोमागी एट अल द्वारा प्रस्तावित तंत्र है। एस. आई. सी. 1 फॉस्फोराइलेशन और क्षरण को बढ़ावा देने के लिए इन विवो कैस्केड। जी1 के अंत में, एस. आई. सी. 1 सी. एल. बी. 5-सी. डी. के. 1 कॉम्प्लेक्स को बाधित कर रहा है, साथ ही साथ अपने स्वयं के क्षरण को बाधित कर रहा है। फॉस्फोराइलेशन कैस्केड टी5 प्राइमिंग साइट के सीएलएन2-सीडीके1 फॉस्फोराइलेशन द्वारा आगे बढ़ता है। इसके बाद, टी33, टी45 और एस76 अवशेषों को सी. एल. एन. 2-सी. डी. के. 1 द्वारा फॉस्फोरिलेटेड किया जाता है, लेकिन कोई भी डिग्रॉन जोड़ा फॉस्फोरिलेटेड नहीं होता है। हालांकि, ये फॉस्फोराइलेटेड स्थल सी. एल. बी. 5-सी. डी. के. 1 डॉकिंग को बढ़ाते हैं, जिससे उप-इष्टतम स्थलों पर सी. आई. सी. 1 फॉस्फोराइलेशन में वृद्धि होती है और एक सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप होता है जहां सी. एल. बी. 5-सी. डी. के. 1 अवरोध लगातार कम होता है जबकि सी. आई. सी. 1 क्षरण बढ़ता है। मनुष्यों और रोगों में Sic1 समरूपता प्रोटीन p27Kip1 Sic1 का एक मानव समरूपता है, दोनों में एक संरक्षित अवरोधक क्षेत्र है, लेकिन p27Kip1 G1 साइक्लिन को रोकता है न कि साइक्लिन B को। कई मानव रोग हैं जो पी27केआईपी1 और अन्य साइक्लिन किनेज अवरोधकों से जुड़े हैंः थायरॉइड के सभी पेपिलरी माइक्रोकार्सिनोमा (पीएमसी) में सामान्य थायरॉइड ऊतक की तुलना में पी27केआईपी1 की अभिव्यक्ति कम होती है। इसके अतिरिक्त, अधिक आक्रामक, मेटास्टेसाइजिंग पेपिलरी माइक्रोकार्सिनोमा में पी27केआईपी1 की अभिव्यक्ति गैर-मेटास्टेसिंग माइक्रोकार्सिनोमा की तुलना में काफी कम हो जाती है। इन परिणामों से पता चलता है कि पी27केआईपी1 एक ट्यूमर सप्रेसर के रूप में कार्य करता है। कापोसी सार्कोमा एक प्रकार का कैंसर है जो एड्स के साथ संयोजन में दिखाई देता है और संभवतः मानव हर्पिसवायरस 8 (एच. एच. वी. 8) के कारण होता है। यह वायरस एक वायरल साइक्लिन को व्यक्त करता है जो सी. डी. के. 6 के साथ एक परिसर बनाता है। यह के. एस. एच. वी.-साइक्लिन-सी. डी. के. 6 जटिल फॉस्फोराइलेट्स और पी27के. आई. पी. 1 को अस्थिर करता है, जिसके परिणामस्वरूप पी27के. आई. पी. 1 का निम्न स्तर होता है। इससे पता चलता है कि पी27केआईपी1 का क्षरण ट्यूमर के विकास से जुड़ा हुआ है। गैस्ट्रिक एडेनोकार्सिनोमा (पेट के कैंसर) वाले रोगियों के जीवित रहने की संभावना अधिक होती है यदि ट्यूमर में उच्च पी27केआईपी1 अभिव्यक्ति होती है। कम पी27केआईपी1 अभिव्यक्ति ट्यूमर के विभेदन, गैस्ट्रिक दीवार के माध्यम से प्रवेश में वृद्धि, लिम्फ नोड मेटास्टेसिस और उन्नत ट्यूमर चरण का कारण बन सकती है। इस प्रकार, मानव सी. डी. के. अवरोधक पी27के. आई. पी. 1 एक संभावित ट्यूमर सप्रेसर प्रोटीन है। यदि इसकी अभिव्यक्ति कम हो जाती है, तो परिणाम जी1 से एस-चरण तक अनियमित प्रगति हो सकती है जो कोशिका विभाजन को विनियमित करती है और ट्यूमर के गठन को सरल बनाती है। p27 CDKN1B संदर्भ बाहरी लिंक yeastgenome.org कोशिका चक्र Saccharomyces cerevisiae जीन प्रोटीन पर Sic1 का पृष्ठ भी देखें।