17.4: ポジティブレギュレーター分子

正の調節分子は、サイクリンとサイクリン依存性キナーゼ(Cdks)という2つのタンパク質グループの相互作用を介して、細胞周期のさまざまな段階を経て移行を促進します。

哺乳類の細胞には約9つのCdkが含まれており、そのうちの4つ、Cdk1、Cdk6、Cdk4、Cdk2が細胞周期に関与しています。

任意のCdkの活性と特異性は、サイクリンの結合に依存します。サイクリンは、G1、G1/S、S、またはM期のサイクリンに分類され、その発現はトリガーするステージに特異的です

例えば、G1期では、サイクリンDはCdk4とCdk6に結合し、細胞を後期G1期に促進します。

次に、サイクリンEが蓄積し、Cdk2と複合体を形成します。サイクリンE-Cdk2複合体は、サイクリンD-Cdk4/6とともにG1からSへの移行を引き起こし、細胞をサイクルに不可逆的にコミットします。

S期の開始時には、サイクリンEは上昇したままで、Cdk2に結合しています。さらに、サイクリンAレベルが上昇し、Cdk2と結合します。どちらの複合体もDNA複製に直接関与しています。

サイクリンEレベルは低下しますが、サイクリンAレベルはS期およびG2期を通じて高くなります。G2-Mトランジションでは、サイクリンAのレベルは低下し、サイクリンBのレベルは上昇します。

サイクリンBはCdk1と結合し、有糸分裂の開始を引き起こします。有糸分裂サイクリンのレベルは有糸分裂の途中で低下するため、Cdkが不活性化されます。

不活性なCdkは、活性部位への基質タンパク質のアクセスをブロックするタンパク質ループを持っています。特定のサイクリンがCdkに結合した場合にのみ、ループは活性部位から離れ、Cdkを部分的に活性化します。

Cdk-サイクリン複合体の完全な活性化は、Cdk活性化キナーゼまたはCAKと呼ばれる別の酵素に依存します。

CAKは、活性部位近くのアミノ酸をリン酸化してCdkのコンフォメーション変化を引き起こし、Cdk-サイクリン複合体が標的タンパク質をリン酸化し、特定の細胞周期ステージイベントを誘導することを可能にします。