結構生物化學/MPS1 蛋白激酶家族
MPS1 蛋白激酶存在於真核生物中，除了細胞週期蛋白依賴性激酶 (CDK) 外，還參與調節有絲分裂的幾個步驟。MPS1 的一個廣泛保守的功能涉及在著絲粒處的相互作用，包括染色體連線和紡錘體檢查點。紡錘體檢查點是一種機制，它確保在染色體分離之前染色體正確連線到微管。MPS1 還會影響中心體的組裝，中心體是包含中心粒的細胞結構，它核化並組織有絲分裂紡錘體。其他關鍵功能包括髮育、胞質分裂和訊號通路。儘管 N 末端結構域不同，但 C 末端激酶結構域可以識別 MPS1 蛋白激酶家族成員。激酶結構域的晶體結構表明 MPS1 家族的活性、水平和亞細胞定位在細胞週期程序中受到嚴格調控。MPS1 激酶的有絲分裂功能已成為抗癌藥物抑制劑開發的興趣所在。
第一個單極紡錘體 MPS1 基因是在酵母中發現的，稱為釀酒酵母。Msp1-1 是最初的突變等位基因，被確定為酵母紡錘體極體 (SPB) 複製缺陷的結果，而 SPB 複製對於形成雙極紡錘體至關重要。在限制性溫度下，所有 MPS1 等位基因都會導致 SPB 複製和紡錘體組裝檢查點發生缺陷，但有趣的是，電子顯微鏡檢查揭示了 MPS1 對於 SPB 組裝的重要性。
MPS1 激酶成員約為 85-95 kDa，並具有保守的 C 末端激酶結構域，而 N 末端結構域通常差異很大。
MPS1 最廣泛保守和最關鍵的功能是在分離之前將姐妹染色單體正確定位在有絲分裂紡錘體的著絲粒上。MPS1 還參與紡錘體極體複製和胞質分裂。MSP1 還因其能夠自動磷酸化絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基而被認為是一種雙特異性蛋白激酶。
- MPS1 在紡錘體極體複製中的作用
- 最初的突變 MPS1-1 會導致細胞在限制性溫度下無法進行 SPB 複製，這導致有絲分裂細胞中出現單極紡錘體。當這些細胞複製時，它們會生長出芽，這表明 MSP1 調節 SPB 複製。MPS1-1 細胞確實表現出細胞週期停滯，但繼續進行有絲分裂。這種現象揭示了激酶在紡錘體組裝檢查點中的額外作用。
其他功能可能包括在有絲分裂細胞中染色體分離中的作用。
MPS1 激酶家族成員的多樣化作用表明激酶的廣泛調節。它在多個層面上受到調控
- 轉錄：MPS1 在轉錄水平上受到 E2F 轉錄因子家族的廣泛調控。E2F1 結合到 Mps1 mRNA 的 MPS1 啟動子區域。HPS1 mRNA 水平在 G1/S 期很低，並在整個 S 期增加。然後，mRNA 水平在 G2/M 期達到峰值，並在細胞進入 G1 期時下降。
- 定位：MPS1 激酶位於著絲粒和中心體。
- 失活：激酶基因透過 APC 依賴性降解失活，這是細胞正確退出有絲分裂所必需的。
MPS1 轉錄在許多人類腫瘤中失調。在乳腺癌、胃癌組織、肺癌、支氣管癌和甲狀腺乳頭狀癌等癌症中發現 mRNA 水平升高。
- 在膀胱癌、肺癌的非催化 N 末端和胰腺癌和肺癌的激酶結構域中發現了 MPS1 錯義突變。
- 移碼突變存在於胃癌和結直腸癌中。
MPS1 蛋白激酶家族。劉雪東。Winey, Mark. 科羅拉多大學化學與生物化學系。生物化學年度綜述，81(1):561。N.p., n.d. Web. 2012 年 12 月 7 日