Структура и Функция

Jeyaprakash, A. A. et al. Structure of a survivin–borealin–INCENP core complex reveals how chromosomal passengers travel together. Cell 131, 271–285 (2007) Article Bourhis, E. et al. The mitotic regulator survivin binds as a monomer to its functional interactor borealin. J. Biol. Chem. 19 Sep 2007 (doi: 10.1074/jbc.M706233200) Article
Ruchaud, S. et al. The chromosomal passenger complex: one for all and all for one. Cell 131, 230–231 (2007) Article Ruchaud, S. et al. Chromosomal passengers: conducting cell division. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 8, 798–812 (2007) Article	Chromosomal passenger complex (CPC) регулирует несколько митотических событий, включая сегрегацию хромосом и цитокинез. CPC состоит из Aurora-B kinase и трех регуляторных субъединиц: INCENP, survivin и borealin. Доставка Aurora-B с помощью этих субъединиц на правильный субстрат в соотв. время и в соотв. месте (на центромеры в метафазе и позднее на центральное веретено и midbody) является критической для функционирования CPC. Структурные исследования регуляторных субъединиц комплекса проливают новый свет на взаимодействия между этими субъединицами, меняя локализацию CPC во время митоза. Elena Conti с коллегами выявили минимальные домены INCENP, survivin и borealin, которые д. формировать функциональный тройной комплекс, установив соотношение 1:1:1 в комплексе между полной длины survivin, borealin_10-109 и INCENP_1-58. Кристаллическая структура комплекса показала, что три регуляторные субъединицы формируют трех-спиральный пучек, каждый вносит по одной спирали. Используя сайт-направленный мутагенез в комбинации с RNA-interference комплементационными исследованиями, Conti с соавт. определяли потребность в локализации CPC. Borealin мутанты, которые могут соединяться с INCENP, но не с survivin, или могут соединяться с survivin, но не с INCENP, неспособны локализоваться ни на центромерах, на на центральном веретене и midbody в клетках, в которых эндогенный дикого типа borealin был в нокдауне. Это указывает, помимо прочего, на то, что survivin является недостаточным для доставки на центромеры CPC, как это предполагалось ранее. Кроме того, видоизмененный INCENP-Aurora-B субкомплекс, который существует в отсутствие survivin и borealin, является не функциональным - он не локализует на центромерах или на центральном веретене и midbody и неспособен восстанавливать функцию CPC в CPC-истощенных клетках. Структура затем показала негативно заряженный кластер законсервированных аимнокислот на INCENP и позитивно заряженный кластер на borealin. За счет мутаций любой кластер меняет заряд на противоположный в контексте белка полной длины, в этом случае CPC был способен формироваться и локализоваться на центромерах, но не на центральном веретене или midbody. Клетки проходят через ранние стадии митоза, но были неспособны к цитокинезу. Итак, локализация CPC на центральной части веретена и midbody существенна для цитокинеза. Учитывая структурные и функциональные исследования авт. приходят к выводу "...the intertwined structural interactions of the core components lead to functional interdependence." Три регуляторные субъединицы, следовательно, действуют как одна единица. Др. интересным аспектом структуры является то, что survivin является мономерным внутри комплекса, тогда как в несвязанной форме он существует как гомодимер. Кристаллическая структура показала, что взаимодействие borealin_10-109 и survivin воспроизводит подобное взаимодействие гомодимерного survivin. Сходные находки были описаны Andrea Cochran с коллегами; они показали, что survivin соединяется с borealin как мономер и что borealin структурно воспроизводит и вытесняет survivin мономер из интерфейса димеризации сурвивина. Bill Earnshaw с коллегами полагают, что survivin действует в митозе как мономер в комплексе с borealin и INCENP, тогда как гомодимерный survivin может действовать, чтобы регулировать апоптоз - гипотеза, которая нуждается в тестировании.

Chromosomal passenger complex (CPC) регулирует несколько митотических событий, включая сегрегацию хромосом и цитокинез. CPC состоит из Aurora-B kinase и трех регуляторных субъединиц: INCENP, survivin и borealin. Доставка Aurora-B с помощью этих субъединиц на правильный субстрат в соотв. время и в соотв. месте (на центромеры в метафазе и позднее на центральное веретено и midbody) является критической для функционирования CPC. Структурные исследования регуляторных субъединиц комплекса проливают новый свет на взаимодействия между этими субъединицами, меняя локализацию CPC во время митоза.

Elena Conti с коллегами выявили минимальные домены INCENP, survivin и borealin, которые д. формировать функциональный тройной комплекс, установив соотношение 1:1:1 в комплексе между полной длины survivin, borealin_10-109 и INCENP_1-58. Кристаллическая структура комплекса показала, что три регуляторные субъединицы формируют трех-спиральный пучек, каждый вносит по одной спирали.

Используя сайт-направленный мутагенез в комбинации с RNA-interference комплементационными исследованиями, Conti с соавт. определяли потребность в локализации CPC. Borealin мутанты, которые могут соединяться с INCENP, но не с survivin, или могут соединяться с survivin, но не с INCENP, неспособны локализоваться ни на центромерах, на на центральном веретене и midbody в клетках, в которых эндогенный дикого типа borealin был в нокдауне. Это указывает, помимо прочего, на то, что survivin является недостаточным для доставки на центромеры CPC, как это предполагалось ранее. Кроме того, видоизмененный INCENP-Aurora-B субкомплекс, который существует в отсутствие survivin и borealin, является не функциональным - он не локализует на центромерах или на центральном веретене и midbody и неспособен восстанавливать функцию CPC в CPC-истощенных клетках.

Структура затем показала негативно заряженный кластер законсервированных аимнокислот на INCENP и позитивно заряженный кластер на borealin. За счет мутаций любой кластер меняет заряд на противоположный в контексте белка полной длины, в этом случае CPC был способен формироваться и локализоваться на центромерах, но не на центральном веретене или midbody. Клетки проходят через ранние стадии митоза, но были неспособны к цитокинезу. Итак, локализация CPC на центральной части веретена и midbody существенна для цитокинеза. Учитывая структурные и функциональные исследования авт. приходят к выводу "...the intertwined structural interactions of the core components lead to functional interdependence." Три регуляторные субъединицы, следовательно, действуют как одна единица.

Др. интересным аспектом структуры является то, что survivin является мономерным внутри комплекса, тогда как в несвязанной форме он существует как гомодимер. Кристаллическая структура показала, что взаимодействие borealin_10-109 и survivin воспроизводит подобное взаимодействие гомодимерного survivin. Сходные находки были описаны Andrea Cochran с коллегами; они показали, что survivin соединяется с borealin как мономер и что borealin структурно воспроизводит и вытесняет survivin мономер из интерфейса димеризации сурвивина. Bill Earnshaw с коллегами полагают, что survivin действует в митозе как мономер в комплексе с borealin и INCENP, тогда как гомодимерный survivin может действовать, чтобы регулировать апоптоз - гипотеза, которая нуждается в тестировании.