Sic1
Sic1، ایک پروٹین، ابھرتے ہوئے خمیر Saccharomyces cerevisiae میں Cdk1-Clb (B-قسم کے سائکلین) کمپلیکس کا ایک سٹوچیومیٹرک انفیکٹر ہے۔ چونکہ بی قسم کے سائکلین-سی ڈی کے 1 کمپلیکس ایس مرحلے کی شروعات کے محرک ہیں، اس لیے ایس سی 1 ایس مرحلے کے قبل از وقت اندراج کو روکتا ہے۔ Sic1 کے ملٹی سائٹ فاسفوریلیشن کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ یہ Sic1 کی ہر جگہ موجودگی اور تباہی کا وقت ہے، اور توسیع کے ذریعے، S-مرحلے کے اندراج کا وقت ہے۔ سیل سائیکل کنٹرول سیل سائیکل کے G1 مرحلے میں، Sic1 Cdc28-Clb کمپلیکس سے مضبوطی سے جڑا رہتا ہے اور اسے روکتا ہے۔ کم سی ڈی سی 28-سی ایل بی سرگرمی مائٹوٹک اسپنڈل کو الگ کرنے، پری ریپلیکیٹو کمپلیکس کی اسمبلی اور خمیر میں کلی کی تشکیل کا آغاز کرنے کا باعث بنتی ہے۔ خمیر خلیے کے چکر میں اسٹارٹ پوائنٹ پر، G1-سائکلین سی ایل این 3، سی ایل این 1 اور سی ایل این 2 سی ڈی سی 28 کو چالو کرتے ہیں۔ فعال کمپلیکس متعدد مقامات پر ایس آئی سی 1 کو فاسفوریلیٹ کرے گا جس کی وجہ سے ایس سی ایف کمپلیکس کے ذریعے اس کا انحطاط ہوتا ہے۔ جب Sic1 کا انحطاط ہوتا ہے، تو Cdc28-Clb کمپلیکس کو اب روکا نہیں جاتا ہے اور خلیہ S/M مرحلے میں داخل ہو سکتا ہے۔ اس طرح S مرحلے (Fig.1) میں منتقلی کے لیے Sic1 کو غیر فعال کرنا ضروری ہے۔ سی ڈی سی 28 کمپلیکس میں بی ٹائپ سائکلین (سی ڈی سی 28-سی ایل بی) فاسفوریلیٹس سوی 5 کے ساتھ، سی آئی سی 1 کا ٹرانسکرپشن فیکٹر ہے۔ یہ نیوکلئس سے سائٹوپلازم میں سوائی 5 کی برآمد کو فروغ دیتا ہے اور سی ڈی کے انفیکٹر کی مزید نقل سے بچتا ہے۔ سی ڈی سی 28-سی ایل بی اب بھی دستیاب کسی بھی ایس آئی سی 1 مالیکیول کو فاسفوریلیٹ کرتا ہے اور بالکل سی ڈی سی 28-سی ایل این کی طرح ان کے یوبیکیوٹین پر منحصر انحطاط کو متحرک کرتا ہے۔ اعلی سی ڈی سی 28-سی ایل بی کی سطح بھی ڈی این اے کی نقل اور اسپنڈل پول باڈیز (ایس پی بی) کی نقل شروع کرتی ہے۔ پھر میٹا فیز اسپنڈل اسمبلیاں اور کروموسوم کی علیحدگی ہو سکتی ہے۔ Sic1 کی نقل ٹیلوفیز کے دوران شروع ہوتی ہے، جس کی ثالثی سوائی 5 کرتی ہے۔ Aca2 Sic1 کا ایک اور نقل عنصر ہے، لیکن G1 تک غیر فعال رہتا ہے۔ مائٹوسس کے اختتام پر، سس 1 سی ڈی سی 28-سی ایل بی کو غیر فعال کرنے میں شامل ہوتا ہے۔ ایس سی ایف کمپلیکس کے سی ڈی سی 4 کے ذریعے پہچانے جانے کے لیے، ایس سی 1 کو فاسفوریلیٹ کرنا پڑتا ہے، اکثر سائکلین-سی ڈی کے کمپلیکس کے ذریعے، کم از کم 9 سی ڈی کے سائٹس میں سے 6 پر (شکل۔ 2)۔ ایس آئی سی 1 کو دیگر کنیز کے ذریعے بھی فاسفوریلیٹ کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ فو 85-پی سی 11، ایک کینیز جو سی ایل این 1 اور سی ایل این 2 کے غیر حاضر ہونے پر ضروری ہو جاتا ہے۔ اوسموسٹریس کے ردعمل میں بھی Sic1 کا کردار ہے۔ اسٹریس ایکٹیویٹڈ پروٹین کینیز (ایس اے پی کے) ہاگ 1 فاسفوریلیٹس ایس آئی سی 1 کاربوکسیل ٹرمینس پر ایک واحد باقیات پر۔ یہ سائکلین کے اظہار کو کم کرنے اور Sic1 استحکام کا باعث بنتا ہے جو سیل سائیکل کو روکتا ہے۔ فاسفوریلیشن SIC1 کو ہر جگہ سے چلنے والے انحطاط کے لیے متعدد مقامات پر فاسفوریلیٹ کرنے کی ضرورت ہے (شکل۔ 2)۔ سی سی 1 کو سی ڈی سی 4 کے ذریعے ایس سی ایف کمپلیکس میں بھرتی کرنے کے لیے متعدد فاسفوریلیشنز کی ضرورت ہوتی ہے۔ سی ڈی سی 4 سبسٹریٹ کی شناخت کے طریقہ کار میں فولڈڈ اور فاسفوریلیٹڈ ایس آئی سی 1، نام نہاد سی ڈی سی 4 فاسفو-ڈیگرونز (سی پی ڈی) کی سطح پر اتفاق رائے کے پابند نقشوں کے ساتھ تعامل شامل ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ سی ڈی سی 4 کے لیے بہترین اتفاق رائے کی ترتیب ایک فاسفوریلیٹڈ سیرائن یا تھریونین ہے جس کے بعد ایک پرولین اور ایک بنیادی امینو ایسڈ ہوتا ہے۔ تاہم، Sic1 کی سطح پر موجود سی پی ڈی میں سے کوئی بھی ایسی ساخت نہیں دکھاتا ہے۔ لہذا، سی ڈی سی 4 سے زیادہ وابستگی حاصل کرنے کے لیے ایس آئی سی 1 کا ایک سے زیادہ فاسفوریلیشن ضروری ہے۔ اگرچہ یہ طریقہ کار غیر موثر لگتا ہے، لیکن یہ خلیے کے لیے فوائد فراہم کرتا ہے کیونکہ ماحولیاتی سی ایل این/سی ڈی سی 28 کے ارتکاز کی پیمائش کرنا ممکن ہے۔ فاسفوریلیٹڈ سائٹس کی تعداد سی ایل این/سی ڈی سی 28 کے ارتکاز سے مطابقت رکھتی ہے اور ایس آئی سی 1 کو اس پروٹین کے لیے سینسر کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔ الٹرا حساس کینیز کاسکیڈ فیڈ بیک لوپس کی بہت سی تیز منتقلی کے برعکس، یہ طریقہ کار ٹھیک ٹیونڈ ریگولیشن کی اجازت دیتا ہے۔ مزید برآں، چونکہ متعدد فاسفوریلیشنز کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے امکان کم ہے کہ Sic1 بے ترتیب طور پر خراب ہو جائے۔ Sic1 کے متعدد فاسفوریلیشن کا استعمال کرتے ہوئے، خلیے نے ڈی این اے کی نقل کے آغاز کو انتہائی منظم کرنے کے لیے ایک حکمت عملی تیار کی جو جینیاتی استحکام فراہم کرنے کے لیے بالکل ضروری ہے۔ Sic1 انحطاط کے ضابطے کی ایک آسان تفہیم میں متعدد سی ڈی کے سائٹس کا فاسفوریلیشن شامل ہے، جو زیادہ سے زیادہ اور سب آپٹیمل اتفاق رائے والے فاسفوریلیشن موفٹس پر مشتمل ہے۔ حالیہ مطالعات کویووماگی اور دیگر کے ذریعہ کئے گئے۔ سائکلین-سی ڈی کے کمپلیکس اور ایس آئی سی 1 پروٹین کے درمیان ملٹی فاسفوریلیشن رد عمل کی بہت سی پیچیدگیوں کا انکشاف ہوا ہے۔ یہ مطالعات Sic1 CDK فاسفوریلیشن سائٹس کی اہم خصوصیات کی نقاب کشائی کرتے ہیں، جن میں پرائمنگ سائٹس، بائنڈنگ سائٹس، ڈیگرون جوڑے، فاسفوریلیشن سائٹس کا فاصلہ، اور متعلقہ سائٹ کا مقام شامل ہیں۔ اس کے علاوہ، مطالعات Sic1 فاسفوریلیشن پر دیگر عوامل کے اثرات پر بھی زور دیتے ہیں، جن میں Cks1 فاسفو بائنڈنگ پاکٹ، سائکلین ڈاکنگ موفٹس، اور Cdk1 فعال سائٹ کی خاصیت شامل ہیں۔ یہ تمام میکانزم واقعات کی ترتیب کی حرکیات میں حصہ ڈالتے ہیں جس کی وجہ سے Sic1 انحطاط اور S-مرحلے کا آغاز ہوتا ہے۔ فنکشن سی ڈی کے 1 سائکلین کمپلیکس کا اکثر نظر انداز کیا جانے والا جزو ہونے کے علاوہ، سی کے ایس 1 ملٹی فاسفوریلیشن اور انحطاط کے لیے اہم ہے۔ سی کے ایس 1 کی فاسفو بائنڈنگ پاکٹ ایس آئی سی 1 پر فاسفوریلیٹڈ سی ڈی کے سائٹس پر آزادانہ طور پر پابند ہونے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ مزید برآں، فاسفوسرینز کے لیے سی کے ایس 1 کا بائنڈنگ تعلق انتہائی کمزور ہے، بنیادی طور پر سی کے ایس 1 بائنڈنگ کو صرف فاسفوتھریونائنز کی موجودگی پر منحصر کرتا ہے۔ اس طرح، ایک سی ڈی کے 1 فاسفوریلیشن سائٹ یا صرف فاسفوسرینز موجود ہونے والے ایس آئی سی 1 میوٹینٹس میں، سی کے ایس 1 سبسٹریٹ سے مناسب طریقے سے جڑے رہنے اور ایس آئی سی 1 ملٹی فاسفوریلیشن کو فروغ دینے سے قاصر ہے۔ یہ بے ترتیب تقسیم کرنے والے فاسفوریلیشن ماڈل کے پچھلے نظریہ کے بجائے ایک پروسیسیو فاسفوریلیشن میکانزم کے لیے ایک مضبوط دلیل فراہم کرتا ہے۔ تھریونین کی ضرورت کے علاوہ، تھریونین کے باقیات سے متعلق-2 پوزیشن پر پرولین کے باقیات کے تعارف کے ساتھ Sic1 پر پابند ہونے والے Cks1 کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ سائٹ پوزیشننگ Sic1 بے ترتیب علاقوں والا ایک مالیکیول ہے، جو فاسفوریلیشن سائٹ کے فاصلے کو جوڑنے میں مدد کرتا ہے۔ مندرجہ ذیل نتائج کے لیے، Koivomagi et al. بنیادی فاسفوریلیشن سائٹ کے طور پر کام کرتے ہوئے، اور ایک ذیلی موٹف، ثانوی سائٹ کے طور پر کام کرتے ہوئے، ایک T33 بہترین اتفاق رائے موٹف کے ساتھ ایک Sic1 تعمیر کا استعمال کیا۔ جب مشاہدات کو صرف ڈبل فاسفوریلیٹڈ Sic1 تعمیرات تک محدود کیا جاتا ہے، تو دو مراحل کا فاسفوریلیشن عمل مشاہدہ کیا گیا، جہاں پہلا مرحلہ پرائمری سائٹ فاسفوریلیشن تھا۔ تاہم، ثانوی جگہ فاسفوریلیشن ہونے کے لیے بنیادی جگہ سے متعلق پروٹین کے سی-ٹرمینس کی طرف واقع ہونی چاہیے۔ ثانوی سائٹ فاسفوریلیشن بھی پوزیشننگ کے لیے حساس ہے۔ فاسفوریلیشن کی چوٹی کی شرح + 12 سے + 16 امینو ایسڈ کے فاصلے کے درمیان پائی گئی، جس میں + 10 سے + 12 کی حد کے ارد گرد واضح اضافہ ہوا اور + 20 سے + 30 کی حد میں بتدریج کمی واقع ہوئی۔ - 2 پرولین باقیات کا تعارف فاسفوریلیشن کی چوٹی کی حد کو بڑھا کر وٹرو میں فاسفوریلیشن کو بڑھاتا ہے، لیکن + 10 سے کم فاصلے پر فاسفوریلیشن کی سرگرمی میں اضافہ نہیں کرتا ہے۔ چوٹی فاسفوریلیشن رینج کی اس توسیع کو ممکنہ طور پر سی کے ایس 1 سے پرائمنگ سائٹ کے بہتر بائنڈنگ سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ 5 فاسفوریلیشن کے باقیات (1 پرائمنگ سائٹ اور دو فاسفوڈیگرون جوڑے) پر مشتمل ایک سادہ SIC1 تعمیر سے پتہ چلتا ہے کہ پرائمنگ سائٹ کی کوئی معمولی حرکت سیل سائیکل کی ترقی پر نمایاں اثرات مرتب کر سکتی ہے۔ فاسفوریلیشن کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے پرائمنگ سائٹ فاسفوڈیگرون جوڑی میں دونوں باقیات کی + 12 سے + 16 رینج کے اندر ہونی چاہیے۔ سمت Sic1 فاسفوریلیشن G1 سائکلین، Cln1,2 کے ذریعہ شروع کیا جاتا ہے، اور پھر S-مرحلے سائکلین، Clb5,6 (شکل۔ 1)۔ سائکلین کے ڈاکنگ موفٹس Sic1 فاسفوریلیشن ڈائنامکس میں حصہ لیتے ہیں۔ ایس فیز سائکلین آر ایکس ایل ڈاکنگ کا استعمال کرتے ہیں جبکہ جی 1 سائکلین ایل ایل پی پی ڈاکنگ کا استعمال کرتے ہیں۔ ایس آئی سی 1 فاسفوریلیشن اس وقت بڑھتا ہے جب سی ایل بی 5 کا آر ایکس ایل موٹف زیادہ سے زیادہ سی ڈی کے موٹف کے مقابلے میں + 16 سے + 20 پوزیشنوں پر ہوتا ہے۔ موٹف پر این-ٹرمینل پر واقع آر ایکس ایل پوزیشننگ فاسفوریلیشن کی نہ ہونے والی مقدار کا باعث بنی۔ اس کے برعکس، ایل ایل پی پی موٹف کو پرائمنگ سائٹ سے دور منتقل کرنے سے سمت سے قطع نظر، سی ایل این 2 فاسفوریلیشن میں اضافہ ہوتا ہے۔ عملیت سی کے ایس 1-انحصار کثیر فاسفوریلیشن ایک عملیاتی یا نیم عملیاتی انداز میں ہوتا ہے، جس کا ثبوت عام خلیوں میں انٹرمیڈیٹ ایس آئی سی 1 فاسفوریلیشن کی حالتوں کی کمی سے ملتا ہے۔ یہ عمل سائکلین ڈاکنگ سائٹ کی موجودگی پر بھی منحصر ہے کیونکہ اس سائٹ میں تغیرات کی تعداد میں اضافہ خالص فاسفوریلیشن کی شرح کو کم کرتا ہے۔ پروسیسیو فاسفوریلیشن میں دو قابل فہم میکانزم ہوتے ہیں جہاں ایک واحد بائنڈنگ ایونٹ دو یا زیادہ سائٹس کے فاسفوریلیشن کا باعث بنتا ہے۔ پہلا طریقہ کار تجویز کرتا ہے کہ، انزائم کمپلیکس سے الگ ہوئے بغیر، بنیادی سائٹ کو فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے اور فوری طور پر فعال سائٹ سے سی کے ایس 1 بائنڈنگ جیب میں منتقل کر دیا جاتا ہے تاکہ دیگر سی ڈی کے سائٹس کے اضافی فاسفوریلیشن کی اجازت دی جا سکے۔ دوسرا طریقہ کار تجویز کرتا ہے کہ فاسفوریلیٹڈ پرائمری سائٹ دوسرے مقام سے جڑی ہوئی ہے اور مسلسل جڑی ہوئی ہے جبکہ دیگر سی ڈی کے سائٹس ملٹی فاسفوریلیشن کے لیے ترتیب وار طریقے سے فعال سائٹ سے جڑی ہوئی ہیں۔ سیمولیشنز پیش گوئی کرتی ہیں کہ پہلے کے بعد دوسرے فاسفوریلیشن ایونٹ کا امکان، بغیر کسی علیحدگی کے، پہلے اور دوسرے میکانزم کے لیے بالترتیب 40 ٪ اور 20-40% ہے۔ ایس سی 1 کو ایس سی ایف (سی ڈی سی 4) کے ذریعے انحطاط کے لیے نشانہ بنایا جاتا ہے، جو ایس سی 1 فاسفوڈیگرون جوڑوں کو تسلیم کرتا ہے۔ یہ فاسفوڈیگرون جوڑے جوڑے دار فاسفوریلیشن کے باقیات کو قریب سے پوزیشن میں رکھتے ہیں جن میں سے ہر ایک کا سی ڈی سی 4 کے ساتھ مضبوط تعلق ہوتا ہے۔ S69/S76/S80 کلسٹر کے ساتھ ایک SIC1 تعمیر میں، ان فاسفوڈیگرون جوڑوں کے پروسیسیو فاسفوریلیشن کا انحصار Cdk1 سائٹس پر ہوتا ہے۔ سی ایل بی 5 کی عمل کاری کا انحصار ٹی 5 اور ٹی 33 سائٹس پر ہے، جبکہ سی ایل این 2 کی عمل کاری کا انحصار ٹی 5 پر ہے۔ مختلف باقیات کے دوبارہ تعارف کے نتیجے میں T33 باقیات کی دریافت ہوئی جو T45/T48 فاسفوڈیگرون جوڑے کے لیے ڈاکنگ سائٹ کے طور پر کام کرتی ہے، جو دیگر فاسفوڈیگرون جوڑوں کی عدم موجودگی میں ایک خاص حد تک Sic1 انحطاط کو فروغ دینے کے قابل ہے۔ میکانزم مندرجہ ذیل کویوماگی اور دیگر کی طرف سے ایک مجوزہ میکانزم ہے۔ Sic1 فاسفوریلیشن اور انحطاط کو فروغ دینے کے لیے ان ویو کاسکیڈ۔ G1 کے آخر میں، Sic1 Clb5-Cdk1 کمپلیکس کو روک رہا ہے، بیک وقت اس کے اپنے انحطاط کو روک رہا ہے۔ فاسفوریلیشن کا جھرن T5 پرائمنگ سائٹ کے سی ایل این 2-سی ڈی کے 1 فاسفوریلیشن کے ذریعے آگے بڑھتا ہے۔ اس کے بعد، T33، T45، اور S76 کے باقیات کو سی ایل این 2-سی ڈی کے 1 کے ذریعے فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے، لیکن کوئی ڈیگرون جوڑا فاسفوریلیٹ نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، یہ فاسفوریلیٹڈ سائٹس سی ایل بی 5-سی ڈی کے 1 ڈاکنگ کو بہتر بناتی ہیں، جس کی وجہ سے سب آپٹیمل سائٹس پر ایس آئی سی 1 فاسفوریلیشن میں اضافہ ہوتا ہے اور ایک مثبت فیڈ بیک لوپ ہوتا ہے جہاں سی ایل بی 5-سی ڈی کے 1 کی روک تھام میں مسلسل کمی آتی ہے جبکہ ایس آئی سی 1 کی انحطاط میں اضافہ ہوتا ہے۔ انسانوں اور بیماریوں میں Sic1 ہم جنس پروٹین p27Kip1 Sic1 کا ایک انسانی ہم جنس ہے، دونوں میں ایک محفوظ روک تھام ڈومین ہے، لیکن p27Kip1 G1 سائکلین کو روکتا ہے نہ کہ سائکلین B کو۔ کئی انسانی بیماریاں ہیں جو پی 27 کیپ 1 اور دیگر سائکلین کینیز انفیکٹرز سے منسلک ہیں: تائیرائڈ کے تمام پیپلری مائکرو کارسنوما (پی ایم سی) میں عام تائیرائڈ ٹشو کے مقابلے میں پی 27 کیپ 1 کا کم اظہار ہوتا ہے۔ مزید برآں، زیادہ جارحانہ، میٹاسٹیسائزنگ پیپلری مائکرو کارسنوما میں پی 27 کیپ 1 کا اظہار نان میٹاسٹیسنگ مائکرو کارسنوما کے مقابلے میں مضبوطی سے کم ہوتا ہے۔ ان نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ p27Kip1 ٹیومر دبانے والے کے طور پر کام کرتا ہے۔ کاپوسی کا سارکوما ایک قسم کا کینسر ہے جو ایڈز کے ساتھ مل کر ظاہر ہوتا ہے اور غالبا ہیومن ہرپس وائرس 8 (ایچ ایچ وی 8) کی وجہ سے ہوتا ہے۔ یہ وائرس ایک وائرل سائکلین کا اظہار کرتا ہے جو سی ڈی کے 6 کے ساتھ ایک کمپلیکس بناتا ہے۔ یہ KSHV-سائکلین-Cdk6 پیچیدہ فاسفوریلیٹس اور p27Kip1 کو غیر مستحکم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں p27Kip1 کی سطح کم ہوتی ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ p27Kip1 کا انحطاط ٹیومر کی نشوونما سے وابستہ ہے۔ معدے کے اڈینوکارسنوما (معدے کے کینسر) کے مریضوں کے زندہ رہنے کا امکان زیادہ ہوتا ہے اگر ٹیومر میں پی 27 کیپ 1 کا اظہار زیادہ ہوتا ہے۔ کم پی 27 کیپ 1 کا اظہار ٹیومر کی تفریق، معدے کی دیوار کے ذریعے دخول میں اضافہ، لمف نوڈ میٹاسٹیسس اور ٹیومر کے اعلی درجے کے مرحلے کا باعث بن سکتا ہے۔ اس طرح، انسانی سی ڈی کے انفیکٹر پی 27 کیپ 1 ایک ممکنہ ٹیومر سپریسر پروٹین ہے۔ اگر اس کا اظہار کم ہو جاتا ہے، تو نتیجہ G1 سے S-مرحلے تک غیر منظم پیش رفت ہو سکتا ہے جو خلیوں کی تقسیم کو غیر منظم کرتا ہے اور ٹیومر کی تشکیل کو آسان بناتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں p27 CDKN1B حوالہ جات بیرونی روابط Sic1 کا صفحہ yeastgenome.org سیل سائیکل Saccharomyces cerevisiae جین پروٹینز