사이클린 의존키나제6
Cyclin-dependent kinase 6세포분열단백질키나아제6(CDK6)는 CDK6 유전자에 의해 인코딩된 효소다.[5][6]더 구체적으로 말하면 사이클린 D 단백질과 사이클린 의존성 키나제 억제제 단백질에 의해 사이클린에 의해 조절된다.[7]이 유전자에 의해 인코딩된 단백질은 CDK4를 포함하는 사이클린 의존성 키나아제(CDK) 계열의 일원이다.[8]CDK 계열 구성원은 사카로마이오스 세레비시아에 cdc28, 정신분열체 pombe cdc2의 유전자 생성물과 매우 유사하며, R 또는 제한점이라는 규정의 시점에서 세포주기 진행의 중요한 조절자로 알려져 있다.[9]
이 키나제는 단백질 키나아제 복합체의 촉매 소단위로서, 세포 주기의 G1상 진행과 G1/S 전환에 중요하며, 복합체는 활성화 서브 유닛인 사이클린 D에 의해서도 구성된다.[10]이 키나제의 활동은 먼저 G1 중반 단계에서 나타나는데, 이 단계에서는 D형 사이클린과 INC4 계열 CDK 억제제 멤버를 포함한 규제 하위 단위에 의해 제어된다.[7]CDK4뿐만 아니라 이 키나아제는 인산염에 노출되어 종양 억제기 레티노블라스마종 단백질의 활동을 조절하여 CDK6를 암발달에 중요한 단백질로 만든다.[10]
구조
CDK6 유전자는 싹이 트는 효모와 선충을 포함한 진핵생물에 보존되어 있다.[11]CDK6 유전자는 인간의 7번 염색체에 위치한다.이 유전자는 231,706개의 염기쌍에 걸쳐 있으며 키나아제 함수를 가진 326개의 아미노산 단백질을 암호화한다.[6]이 유전자는 림프종, 백혈병, 중수성형종, 염색체 재배열과 관련된 흑색종과 같은 암에서 과다압박된다.[6]CDK6 단백질은 세린/스레오닌 영역으로 구성된 촉매 코어를 포함한다.[12]또한 이 단백질은 ATP 바인딩 포켓, 억제 및 활성 인산화 사이트, PSTAREE와 같은 사이클린 바인딩 도메인 및 활성화 T-루프 모티브를 포함한다.[10]PSTARE 나선에서 사이클린을 결합한 후 단백질은 인산화 모티브를 노출시키기 위해 순응 구조를 바꾼다.[10]단백질은 세포질과 핵에서 발견될 수 있지만, 대부분의 활성 복합체는 증식세포의 핵에서 발견된다.[10]
함수
세포주기
1994년 매튜 메이어슨과 에드 할로우(Ed Harlow)는 CDK4의 밀접한 유사 유전자의 산물을 조사했다.[7]PLSTIRE로 확인된 이 유전자는 사이클린 CD1, CD2, CD3(CDK4와 동일)와 상호작용하는 단백질로 번역되었지만, CDK4와는 달랐다. 그 단백질은 단순성을 위해 CDK6로 이름이 바뀌었다.[7]포유류 세포에서 세포 주기는 사이클린 D1, D2, D3와의 상호작용을 통해 G1 초기 단계에서[13] CDK6에 의해 활성화된다.[7]이 효소를 통해 조절되는 유전자 발현에는 많은 변화가 있다.[14]복합체가 형성된 후 C-CDK6 효소 복합체 인산화 단백질 pRb가 된다.[15]인산화 후 pRb는 결합 파트너 E2F(전사 활성제)를 방출하여 DNA 복제를 활성화한다.[16]CDK6 콤플렉스는 미토균이나 성장요인과 같은 외부 신호에 대응하는 분업으로 전환점을 보장한다.[17]
CDK6는 반응 캐스케이드를 통해 전사 인자를 활성화하는 양성 피드백 루프에 관여한다.[18]중요한 것은 이러한 C-CDK 복합체가 Rb와 p-Rb 관련 "포켓 단백질" p107과 p130의 단백질인 키나제, 인지화 및 불활성화 작용을 한다는 점이다.[19]이렇게 하는 동안 CDK6는 CDK4와 함께 G1에 처음 나타나는 스위치 신호 역할을 하여 셀을 셀 사이클의 S상 쪽으로 유도한다.[7][14]
CDK6는 G1에서 S 위상 전환 제어에 중요하다.[7]그러나 최근 몇 년 동안 새로운 증거는 CDK6의 존재가 모든 세포 유형의 증식에 필수적인 것은 아니며,[20] 세포 주기는 복잡한 규제의 회로를 가지고 있으며 CDK4나 CDK2가 그 역할을 보상하는 단백질 키나제 역할을 할 수 있는 다른 세포보다 특정 세포 유형에서 CDK6의 역할이 더 중요할 수 있다는 것을 증명했다.[20][21]
세포발달성
돌연변이 Kockout mouse of CDK6에서는 다른 유기체의 정상적인 발육에 관계없이 조혈 기능이 손상된다.[20]이는 혈액 구성 요소 개발에서 CDK6의 추가 역할을 암시할 수 있다.[20]CDK6의 키나아제 활동과 관련이 없는 추가적인 기능이 있다.[22]예를 들어 CDK6는 T세포의 분화에 관여하여 분화의 저해 요인으로 작용한다.[22]CDK6와 CDK4가 71% 아미노산 정체성을 공유하고 있음에도 불구하고, 이 분화에서의 역할은 CDK6만의 고유한 것이다.[22] 예를 들어 CDK6는 다른 세포 라인의 개발에도 중요한 것으로 밝혀졌다. 예를 들어 CDK6는 아스트로사이테스의[23] 형태변화와 다른 줄기세포의 개발에도 중요한 역할을 하고 있다.[10][16]
DNA 보호
다른 중요한 역할에서 CDK6는 CDK4와 다르다.[24]예를 들어 CDK6는 세포사멸 단백질 p53과 p130을 축적하는 역할을 하는데, 이 축적물은 DNA 손상이 있을 경우 세포분열을 막아 세포분열을 막아 세포분열을 예방하는 역할을 한다.[24]
대사성동맥류
세포의 대사 조절에 관한 연구는 CDK6의 또 다른 역할을 밝혀냈다.[25]이 새로운 역할은 세포 내 펜토오스 경로의 산화적 가지와 비산화적 가지들의 균형과 관련이 있다.[25]이 경로는 CDK6와 CDK4의 이상 과다압박이 있을 때 암세포에서 변경된 것으로 알려진 경로다.[25]이러한 단백질의 과도한 압박은 암세포에 암의 새로운 특징적 능력을 제공한다; 세포대사의 규제완화.[25]
센트로솜 안정성
2013년, 연구원들은 CDK6의 또 다른 역할을 발견했다.[26]CDK6가 뉴런 생산에서 조직화된 분열과 세포 주기 단계를 제어하고 센트로솜과 연관시킨다는 증거가 있다.[26]CDK6 유전자가 이러한 개발 라인에서 변이되면, 센트로솜이 제대로 분할되지 않고, 이는 무세포와 같은 분열 문제를 야기할 수 있으며, 이는 1차 소두증 같은 건강 문제를 초래할 수 있다.[26]
규제의 메커니즘
CDK6는 D 사이클린 D1, D2, D3에 대한 조합에 의해 주로 긍정적으로 규제된다.단지의 이 하위 단위를 사용할 수 없는 경우 CDK6는 활성 상태가 아니거나 pRb 기판을 인산염에 사용할 수 없다.[9]CDK6가 필요로 하는 추가적인 양성 활성제는 177 위치에 있는 보존된 세레오닌 잔류물의 인산화인데, 이 인산화 작용은 CDK 활성화 키나제인 CAK에 의해 이루어진다.[27]또한 CDK6는 카포시의 육종 관련 헤르페스 바이러스에 의해 인산염화 및 활성화될 수 있으며, CDK6가 활성화 및 통제되지 않는 세포 증식을 자극한다.[28]
CDK6는 두 그룹으로 분류될 수 있는 특정 억제제 즉,[29] CKI 또는 P21[16] 및 p27 단백질과 같은[27] CKI/KIP 계열 구성원에 결합함으로써 부정적으로 규제된다.[30]
나아가, p15, p16, p18, p19와 같은 INK4 계열의 억제제는 CDK6의 모노머를 억제하여 복잡한 형성을 방해한다.[19][31]
임상 관련성
CDK6는 세포 증식을 활성화하는 단백질 키나아제로서 세포 순환의 중요한 제한점에 관여한다.[18]이 때문에 세포주기의 G1상 CDK6와 기타 조절기는 종양의 80~90% 이상에서 불균형한 것으로 알려져 있다.[9]자궁경부암 세포에서 CDK6 기능은 p16 억제제에 의해 간접적으로 변화되는 것으로 나타났다.[31]CDK6는 약물 내성을 보이는 종양에서도 과다압박되는데, 예를 들어 교모종 악성종양은 CDK6를 과압하는 돌연변이가 있을 때 테모졸로미드(TMZ)를 이용한 화학요법에 대한 내성을 보인다.[32]마찬가지로 CDK6의 과다압박은 유방암에서 항 에스트로겐 플루베스트란트를 이용한 호르몬 요법에 대한 저항과도 관련이 있다.[33]
암
암의 다른 특징을 개발하기 위해 정상적인 세포 주기 통제의 상실은 노년 첫 단계 CDK6의 변경 직접 또는 간접적으로 다음 특징에 영향을 미칠 수 있다;disregulated 셀 이동 통신 에너지론, 증식성 신호의 성장 억제기를 피해, 예를 들angiogenesis,[9]을 유도하는 지속, CDK6의 규제 완화 b.다een암의 특징인 혈관신생을 증가시킴으로써 림프성 악성종양에서 중요한 것으로 나타났다.[19]이러한 특징들은 염색체 변형이나 후생적 교란으로 인해 CDK6의 상향 조절을 통해 도달된다.[9]또한 CDK6는 종양 억제기 유전자의 하향 조절 메커니즘인 유전학적 불안정성을 통해 변경될 수 있다. 이는 또 다른 암의 진화하는 특징을 나타낸다.[34]
물모세포종
뇌종양은 어린이들에게 뇌암의 가장 흔한 원인이다.[35]이들 암의 약 3분의 1이 CDK6를 규제했는데, 이는 이 질병의 좋지 않은 예후를 나타내는 표식이다.[35]이러한 세포들이 CDK6에서 수정되는 것이 매우 흔하기 때문에, 연구자들은 이러한 세포 라인에서 특별히 작용하는 CDK6 표현을 축소하는 방법을 찾고 있다.MicroRNA(miR) -124는 중수성형종과 교모세포에 대한 생체내 설정에서 암 진행을 성공적으로 제어했다.[35]게다가, 연구원들은 그것이 랫드 모델에서 이종 이식 종양의 성장을 성공적으로 감소시킨다는 것을 발견했다.[35]
마약 타겟으로
CDK6와 CDK4의 직접적인 타겟팅은 암 치료에 주의해서 사용해야 하는데, 이러한 효소는 정상 세포의 세포 순환에도 중요하기 때문이다.[35]게다가, 이러한 단백질을 대상으로 하는 작은 분자들은 약물 저항성 사건을 증가시킬 수 있다.[35]그러나 이러한 키나아제는 유방암 화학요법에서 보조제로서 유용한 것으로 밝혀졌다.[36]CDK6 표현의 제어를 위한 또 다른 간접적인 메커니즘은 CDK6에 높은 친화력으로 결합되지만 키나제 활성을 유도하지 않는 돌연변이 D-사이클로인의 사용이다.[36]이 메커니즘은 쥐 세포에서 유방 종양성 종양기전증의 발달에서 연구되었지만, 임상 효과는 아직 인간 환자에게서 나타나지 않았다.[36]a
상호작용
사이클린 의존성 키나제 6은 다음과 상호 작용한다.
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추가 읽기
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외부 링크
- Cyclin-Dependent+Kinase+6(미국 국립 의학 라이브러리 의료 과목 제목)
- UCSC 게놈 브라우저에서 CDK6 인간 유전자 위치.
- UCSC 게놈 브라우저의 CDK6 인간 유전자 세부 정보.
- 제네카드
- 유니프로트