Cdc2 基質

Cdc2 p34基質は細胞周期における重要な制御因子であり、主にセリン残基とスレオニン残基のリン酸化における役割が認識されている。そのユニークな構造コンフォメーションは、Cdc2との特異的な結合を可能にし、酵素活性を高めるコンフォメーション変化を促進する。この基質との相互作用の速度論から、ターンオーバー速度が速いことが明らかになり、有糸分裂の進行を促進する効率的な基質であることが示された。さらに、細胞周期のチェックポイントを微調整するフィードバックループに関与し、適切な細胞分裂を保証する。

ATF-2 (Thr 71)はcdc2の極めて重要な基質として働き、スレオニン71でのリン酸化を通して細胞周期の動態に影響を与える。このリン酸化はATF-2の立体構造を変化させ、cdc2との親和性を高め、下流のシグナル伝達経路を促進する。この相互作用は、迅速な活性化反応によって特徴づけられる独特の速度論的プロフィールを示し、これはタイムリーな細胞周期の移行に極めて重要である。さらに、転写応答を調節するATF-2の役割は、細胞のストレス適応におけるその重要性を強調している。

4E-BP1（セリン65/スレオニン70）は、mTORシグナル伝達経路において重要な調節因子として機能しており、セリン65とスレオニン70でのリン酸化によってeIF4Eとの結合親和性が調節される。この相互作用により、キャップ依存的な翻訳が阻害され、栄養供給に応じたタンパク質合成が効果的に制御される。このリン酸化の動態は速いので、代謝の変化に即座に細胞応答することができ、それによって成長と増殖に影響を与える。

BRCA1（セリン1497）はDNA損傷応答、特に相同組換えによる二本鎖切断の修復において極めて重要な役割を果たしている。セリン1497でのリン酸化はRAD51との相互作用を増強し、修復複合体の形成を促進する。この修飾は、損傷部位への修復タンパク質の動員を促進し、DNA修復プロセスや遺伝毒性ストレスに対する細胞応答の速度に影響を与えるため、ゲノムの安定性を維持する上で極めて重要である。

Cdc6（セリン54）はDNA複製の開始に不可欠であり、起源認識複合体に結合する制御タンパク質として働く。セリン54でのリン酸化は、他の複製因子との相互作用を調節し、MCMヘリカーゼ複合体への負荷を高める。この修飾は細胞周期のタイムリーな進行に不可欠であり、DNAの巻き戻しや複製フォークの安定性の動態に影響を与え、それによって正確なDNA複製と細胞増殖を保証している。

Rb（Thr 821/826）は、E2F転写因子と相互作用することにより、細胞周期の制御に重要な役割を果たしている。スレオニン821と826でのリン酸化は、E2Fに対する親和性を変化させ、細胞周期の進行に関連する遺伝子発現を調節する。この修飾はG1期からS期への移行を制御する上で極めて重要であり、細胞の成長と分化に影響を与える。Rbが様々なタンパク質と複合体を形成する能力は、クロマチン構造と安定性にも影響を与え、細胞機能をさらに制御している。

Rb（スレオニン356）は、特にサイクリン依存性キナーゼとの相互作用を通して、細胞周期の制御に不可欠である。スレオニン356でのリン酸化は、特定の基質との結合親和性を高め、細胞増殖を支配する下流のシグナル伝達経路に影響を与える。この修飾は、主要な制御タンパク質の活性を調節することにより、分裂中の細胞の動態と安定性に影響を与えるので、有糸分裂のイベントを適切にオーケストレーションするために不可欠である。

サバイビン（Thr 34）は、サイクリン依存性キナーゼ1（cdc2）の活性を調節することにより、細胞周期の調節において極めて重要な役割を果たしている。スレオニン34でのリン酸化は、その安定性と他の細胞周期制御因子との相互作用を高め、G2期からM期への移行に影響を与える。この修飾はタンパク質相互作用の動態を変化させ、細胞の生存とアポトーシスのバランスを促進し、それによってストレスに対する細胞応答と分裂の忠実性に影響を与える。