वी1

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Wee1
PBB Protein WEE1 image.jpg
Crystal structure of human Wee1
Identifiers
SymbolMitosis inhibitor protein kinase Wee1
Alt. symbolswee1 dual specificity protein kinase वी1
NCBI gene2539123
UniProtP07527
Other data
EC number2.7.11.1
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StructuresSwiss-model
DomainsInterPro

वी1 परमाणु प्रोटीन काइनेज है जो स्किज़ोसैक्रोमाइसेस पोम्बे (एस. पोम्बे) में प्रोटीन किनेसेस के थ्रेओनीन-विशिष्ट प्रोटीन सदस्य से संबंधित है। वी1 का आणविक द्रव्यमान 96 kDA है एवं यह कोशिका चक्र की प्रगति का प्रमुख नियामक है। यह माइटोसिस में प्रवेश को रोककर, Cdk1 को बाधित करके कोशिका के आकार को प्रभावित करता है। वी1 में स्तनधारियों सहित कई अन्य जीवों में समरूपता है।

परिचय

कोशिका की कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए कोशिका आकार का विनियमन महत्वपूर्ण है। पर्यावरणीय कारकों जैसे पोषक तत्वों, वृद्धि कारकों एवं कार्यात्मक भार के अतिरिक्त, कोशिका आकार को कोशिकाुलर कोशिका आकार चेकपॉइंट द्वारा भी नियंत्रित किया जाता है।

वी1 इस चेकप्वाइंट का घटक है। यह माइटोसिस में प्रवेश के समय बिंदु का निर्धारण करने वाला काइनेज है, इस प्रकार बेटी कोशिकाओं के आकार को प्रभावित करता है। वी1 फलन नष्ट होने से सामान्य संतति कोशिका की अपेक्षा में छोटी कोशिकाएँ उत्पन्न होंगी, क्योंकि कोशिका विभाजन समय से पूर्व होता है।

इसका नाम स्कॉटिश अंग्रेजी शब्द वी से लिया गया है, जिसका अर्थ है छोटा - इसके शोधकर्ता पॉल नर्स शोध के समय स्कॉटलैंड के एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में कार्य कर रहे थे।[1][2]

समारोह

अंजीर.1 वीई1 की भूमिका एवं विनियमन

वी1 Cdk1 को दो भिन्न-भिन्न साइटों, Tyr15 एवं Thr14 पर फॉस्फोराइलेट करके रोकता है।[3] Cdk1 विभिन्न कोशिका चक्र चौकियों के साइक्लिन-आश्रित मार्ग के लिए महत्वपूर्ण है।

कम से कम तीन चौकियां सम्मिलित हैं जिनके लिए वी1 द्वारा Cdk1 का निषेध महत्वपूर्ण है:

  • G2/M चेकपॉइंट: Wee1 Cdk1 के अमीनो एसिड Tyr15 एवं Thr14 को फॉस्फोराइलेट करता है, जो Cdk1 की किनेज गतिविधि को कम रखता है एवं माइटोसिस में प्रवेश को रोकता है; स्किज़ोसैक्रोमाइसेस पोम्बे में आगे कोशिका वृद्धि हो सकती है। सब्सट्रेट प्रतियोगिता के परिणामस्वरूप Cdk1 की वी1 मध्यस्थता निष्क्रियता को अतिसंवेदनशीलता के रूप में प्रदर्शित किया गया है।[4] समसूत्री प्रवेश के समय वी1 की गतिविधि कई नियामकों द्वारा कम की जाती है एवं इस प्रकार Cdk1 गतिविधि बढ़ जाती है। एस पोम्बे में, पोम1, प्रोटीन किनासे, कोशिका ध्रुवों में स्थानीयकृत होता है। यह मार्ग को सक्रिय करता है जिसमें Cdr2, Cdr1 के माध्यम से वी1 को रोकता है। Cdk1 ही फॉस्फोराइलेशन द्वारा वी1 को ऋणात्मक रूप से नियंत्रित करता है, जिससे धनात्मक प्रतिक्रिया पाश का निर्माण होता है। घटी हुई वी1 गतिविधि अकेले माइटोटिक प्रविष्टि के लिए पर्याप्त नहीं है: साइक्लिन का संश्लेषण एवं Cdk सक्रिय करने वाले किनेज (सीएके) द्वारा सक्रिय फास्फारिलीकरण की भी आवश्यकता होती है।[5]
  • कोशिका साइज चेकपॉइंट: कोशिका साइज चेकपॉइंट के अस्तित्व का प्रमाण है, जो छोटी कोशिकाओं को माइटोसिस में प्रवेश करने से रोकता है। वी1 कोशिका आकार एवं कोशिका चक्र प्रगति का समन्वय करके इस चेकपॉइंट में भूमिका निभाता है।[6]
  • डीएनए डैमेज चेकपॉइंट: यह चेकपॉइंट G2/M ट्रांजिशन को भी नियंत्रित करता है। एस पोम्बे में यह चेकपॉइंट डीएनए क्षति (उदाहरण के लिए गामा किरण द्वारा प्रेरित) के साथ कोशिकाओं के समसूत्रण प्रवेश में विलंब करता है। G2 चरण का लंबा होना वी1 पर निर्भर करता है; गामा विकिरण के पश्चात वीई1 म्यूटेंट में लंबे समय तक G2 चरण नहीं होता है।[7]

वी1 किनेज के एपिजेनेटिक कार्य के विषय में भी बताया गया है। वी1 को टाइरोसिन 37 अवशेषों पर हिस्टोन H2B को फास्फोराइलेट करने के लिए प्रदर्शित किया गया था जो हिस्टोन की वैश्विक अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता था।[8] [9]

होमोलॉग्स

human WEE1 homolog (S. pombe)
Identifiers
SymbolWEE1
NCBI gene7465
HGNC12761
OMIM193525
RefSeqNM_003390
UniProtP30291
Other data
LocusChr. 11 p15.3-15.1
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human WEE1 homolog 2 (S. pombe)
Identifiers
SymbolWEE2
NCBI gene494551
HGNC19684
RefSeqNM_001105558
UniProtP0C1S8
Other data
LocusChr. 7 q32-q32
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वी1 जीन के मनुष्यों में दो ज्ञात होमोलॉग, वी1 (वी1A के रूप में भी जाना जाता है) एवं वी2 (वी1B) हैं। संबंधित प्रोटीन वी1-जैसे प्रोटीन काइनेज एवं वी1-जैसे प्रोटीन काइनेज 2 हैं जो मानव Cdk1 होमोलॉग Cdk1 पर कार्य करते हैं।

नवोदित यीस्ट सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया में वी1 के होमोलॉग को Swe1 कहा जाता है।

विनियमन

'एस' पोम्बे, में वी1 फॉस्फोरिलेटेड है।
Cdk1 एवं साइक्लिन B परिपक्वता को बढ़ावा देने वाला कारक (एमपीएफ) बनाते हैं जो माइटोसिस में प्रवेश को बढ़ावा देता है। यह वी1 के माध्यम से फॉस्फोराइलेशन द्वारा निष्क्रिय होता है एवं फॉस्फेट Cdc25C द्वारा सक्रिय होता है। उसके विपरीत Cdc25C पोलो किनसे द्वारा सक्रिय होता है एवं CHEK1 द्वारा निष्क्रिय किया जाता है।[6]इस प्रकार एस. पोम्बे वी1 विनियमन में मुख्य रूप से पोलरिटी किनेज, Pom1, cdr2 एवं cdr1 सहित मार्ग के माध्यम से फास्फारिलीकरण के नियंत्रण में है।[10][11][12][13]G2/M ट्रांज़िशन में, Cdk1 को Cdc25 द्वारा Tyr15 के डिफॉस्फोराइलेशन के माध्यम से सक्रिय किया जाता है। इसी समय, वी1 अपने सी टर्मिनल कैटेलिटिक डोमेन में Nim1/Cdr1 द्वारा फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से निष्क्रिय कर दिया जाता है।[12]साथ ही, सक्रिय एमपीएफCdc25 को सक्रिय करके एवं वी1 को निष्क्रिय करके अपनी गतिविधि को बढ़ावा देता है, धनात्मक प्रतिक्रिया तैयार करेगा, चूंकि यह अभी तक विस्तार से समझा नहीं गया है।[6]

उच्च यूकेरियोट्स वी1 को फॉस्फोराइलेशन एवं क्षरण के माध्यम से नियंत्रित करते हैं।
उच्च यूकेरियोट्स में, वी1 निष्क्रियता फॉस्फोराइलेशन एवं प्रोटियोलिसिस दोनों द्वारा होती है।[14] प्रोटीन कॉम्प्लेक्स[nb 1] SCFβ-TrCP1/2, E3 यूबिकिटिन लिगेज है जो वी1-जैसे प्रोटीन किनेज सर्वव्यापकता में कार्य करता है। माइटोसिस एम-फेज किनेसेस पोलो जैसा किनेज (PLK1) एवं Cdc2 वीई1ए में दो सेरीन अवशेषों को फास्फोराइलेट करते हैं जिन्हें SCFβ-TrCP1/2 द्वारा मान्यता प्राप्त है। [15]
'एस. सेरेविसिया होमोलॉग Swe1,

एस. सेरेविसिया में, साइक्लिन-आश्रित किनेज CDC28 प्रोटीन किनेज (Cdk1 होमोलॉग) Swe1 (वी1 होमोलॉग) द्वारा फॉस्फोराइलेट किया जाता है एवं Mih1 (Cdc25 होमोलॉग) द्वारा डिफॉस्फोराइलेट किया जाता है। एस. सेरेविसिया Hsl1में Nim1 / Cdr1 समरूपता, इसके संबंधित किनेसेस Gin4 एवं Kcc4 के साथ मिलकर Swe1 को नवोदित करते हैं। कोशिका चक्र के विभिन्न चरणों में बड-नेक संबद्ध किनेसेस Cl4 एवं Cdc5 (पोलो किनेज होमोलॉग) फास्फोराइलेट Swe1 को Clb2-Cdc28 द्वारा भी फॉस्फोराइलेट किया जाता है जो Cdc5 द्वारा आगे फॉस्फोराइलेशन के लिए मान्यता के रूप में कार्य करता है।

एस. सेरेविसिया प्रोटीन Swe1 को भी गिरावट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। Swe1 Clb2-Cdc28 एवं Cdc5 द्वारा हाइपरफॉस्फोराइलेटेड है जो उच्च यूकेरियोट्स के रूप में SCF कॉम्प्लेक्स E3 यूबिकिटिन लिगेज कॉम्प्लेक्स द्वारा सर्वव्यापकता एवं गिरावट का संकेत हो सकता है।[16]

कैंसर में भूमिका

म्यूटोसिस को बढ़ावा देने वाला कारक एमपीएफ भी डीएनए क्षति प्रेरित एपोप्टोसिस को नियंत्रित करता है। वी1 द्वारा एमपीएफके ऋणात्मक नियमन के कारण असामान्य माइटोसिस होता है एवं इस प्रकार डीएनए-क्षति प्रेरित एपोप्टोसिस का प्रतिरोध का कारण बनता है। क्रुप्पेल-जैसे कारक 2 (KLF2) मानव वी1 को ऋणात्मक रूप से नियंत्रित करता है, इस प्रकार कैंसर कोशिकाओं में डीएनए-क्षति प्रेरित एपोप्टोसिस के प्रति संवेदनशीलता बढ़ जाती है।[17]

उत्परिवर्ती फेनोटाइप

वी1 जीन आहार पर निर्भर अवरोधक के रूप में कार्य करता है।[18] इस प्रकार, वी1 प्रोटीन की मात्रा कोशिकाओं के आकार के साथ संबंधित होती है:

विखंडन खमीर उत्परिवर्ती वीई1, जिसे वीई1 भी कहा जाता है, वाइल्डटाइप कोशिकाओं की अपेक्षा में अधिक छोटे कोशिका आकार में विभाजित होता है। चूंकि वी1 समसूत्रण में प्रवेश को रोकता है, इसकी अनुपस्थिति से समयपूर्व चरण में विभाजन हो जाता है एवं कोशिका का आकार सामान्य से कम हो जाता है। इसके विपरीत, जब वी1 अभिव्यक्ति में वृद्धि होती है, तो माइटोसिस में विलंब होता है एवं कोशिकाएं विभाजित होने से पूर्व बड़े आकार में बढ़ती हैं।

यह भी देखें

  • वी1-जैसे प्रोटीन किनेज
  • कोशिका चक्र

टिप्पणियाँ

  1. ↑ β-transducin repeat-containing protein 1/2 (β-TrCP1/2) F-box protein-containing SKP1/Cul1/F-box protein complex


संदर्भ

  1. ↑ Nurse P (December 2004). "मूत जानवर". Nature. 432 (7017): 557. Bibcode:2004Natur.432..557N. doi:10.1038/432557a. PMID 15577889. S2CID 29840746.
  2. ↑ Nurse P, Thuriaux P (November 1980). "विखंडन खमीर शिज़ोसैक्रोमाइसेस पोम्बे में माइटोसिस को नियंत्रित करने वाले नियामक जीन". Genetics. 96 (3): 627–37. doi:10.1093/genetics/96.3.627. PMC 1214365. PMID 7262540.
  3. ↑ Den Haese GJ, Walworth N, Carr AM, Gould KL (1995). "The Wee1 protein kinase regulates T14 phosphorylation of fission yeast Cdc2". Mol Biol Cell. 6 (4): 371–85. doi:10.1091/mbc.6.4.371. PMC 301198. PMID 7626804.
  4. ↑ Kim, SY; Ferrell JE, Jr (23 March 2007). "Wee1 की निष्क्रियता में अतिसंवेदनशीलता के स्रोत के रूप में सब्सट्रेट प्रतियोगिता।". Cell. 128 (6): 1133–45. doi:10.1016/j.cell.2007.01.039. PMID 17382882. S2CID 14138576.
  5. ↑ Coleman TR, Dunphy WG (1994). "Cdc2 regulatory factors". Current Opinion in Cell Biology. 6 (6): 877–82. doi:10.1016/0955-0674(94)90060-4. PMID 7880537.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 Kellogg DR (2003). "कोशिका वृद्धि और कोशिका विभाजन के समन्वय के लिए आवश्यक Wee1-निर्भर तंत्र". J Cell Sci. 116 (24): 4883–90. doi:10.1242/jcs.00908. PMID 14625382.
  7. ↑ Rowley R, Hudson J, Young PG (1992). "विकिरण-प्रेरित माइटोटिक विलंब के लिए वी1 प्रोटीन किनेज आवश्यक है". Nature. 356 (6367): 353–5. Bibcode:1992Natur.356..353R. doi:10.1038/356353a0. PMID 1549179. S2CID 4280074.
  8. ↑ Mahajan K, Fang B, Koomen JM, Mahajan NP (2012). "H2B Tyr37 phosphorylation suppresses expression of replication-dependent core histone genes". Nature Structural & Molecular Biology. 19 (9): 930–7. doi:10.1038/nsmb.2356. PMC 4533924. PMID 22885324.
  9. ↑ Mahajan K, Mahajan NP (2013). "WEE1 टाइरोसिन किनेज, एक उपन्यास एपिजेनेटिक संशोधक।". Trends Genet. 29 (7): 394–402. doi:10.1016/j.tig.2013.02.003. PMC 3700603. PMID 23537585.
  10. ↑ Boddy MN, Furnari B, Mondesert O, Russell P (May 1998). "प्रतिकृति चेकपॉइंट किनेसेस Cds1 और Chk1 द्वारा लागू किया गया". Science. 280 (5365): 909–12. Bibcode:1998Sci...280..909B. doi:10.1126/science.280.5365.909. PMID 9572736.
  11. ↑ Wu L, Russell P (June 1993). "Nim1 kinase, Wee1 tyrosine kinase को निष्क्रिय करके माइटोसिस को बढ़ावा देता है". Nature. 363 (6431): 738–41. Bibcode:1993Natur.363..738W. doi:10.1038/363738a0. PMID 8515818. S2CID 4320080.
  12. ↑ 12.0 12.1 Coleman TR, Tang Z, Dunphy WG (March 1993). "Negative regulation of the wee1 protein kinase by direct action of the nim1/cdr1 mitotic inducer". Cell. 72 (6): 919–29. doi:10.1016/0092-8674(93)90580-J. PMID 7681363. S2CID 42256641.
  13. ↑ Tang Z, Coleman TR, Dunphy WG (September 1993). "Wee1 प्रोटीन किनेज के नकारात्मक नियमन के लिए दो अलग तंत्र". EMBO J. 12 (9): 3427–36. doi:10.1002/j.1460-2075.1993.tb06017.x. PMC 413619. PMID 7504624.
  14. ↑ Watanabe N, Broome M, Hunter T (May 1995). "Regulation of the human WEE1Hu CDK tyrosine 15-kinase during the cell cycle". EMBO J. 14 (9): 1878–91. doi:10.1002/j.1460-2075.1995.tb07180.x. PMC 398287. PMID 7743995.
  15. ↑ Watanabe N, Arai H, Nishihara Y, et al. (March 2004). "SCFbeta-TrCP द्वारा M-चरण किनेसेस दैहिक Wee1 के फॉस्फो-आश्रित सर्वव्यापकता को प्रेरित करता है". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (13): 4419–24. Bibcode:2004PNAS..101.4419W. doi:10.1073/pnas.0307700101. PMC 384762. PMID 15070733.
  16. ↑ Lee KS, Asano S, Park JE, Sakchaisri K, Erikson RL (October 2005). "Monitoring the cell cycle by multi-kinase-dependent regulation of Swe1/Wee1 in budding yeast". Cell Cycle. 4 (10): 1346–9. doi:10.4161/cc.4.10.2049. PMID 16123596.
  17. ↑ Wang F, Zhu Y, Huang Y, et al. (June 2005). "Transcriptional repression of WEE1 by Kruppel-like factor 2 is involved in DNA damage-induced apoptosis". Oncogene. 24 (24): 3875–85. doi:10.1038/sj.onc.1208546. PMID 15735666.
  18. ↑ Russell P, Nurse P (May 1987). "वी1+ द्वारा समसूत्रण का नकारात्मक नियमन, एक प्रोटीन किनेसे होमोलॉग को कूटबद्ध करने वाला जीन". Cell. 49 (4): 559–67. doi:10.1016/0092-8674(87)90458-2. PMID 3032459. S2CID 42801276.


बाहरी संबंध

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