Dynamics of Cdk1 substrate specificity during the cell cycle.
Dynamics of Cdk1 substrate specificity during the cell cycle.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2011.05.016
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发表时间：
2011-06-10
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Loog M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kõivomägi M;Valk E;Venta R;Iofik A;Lepiku M;Morgan DO;Loog M
细胞周期蛋白依赖性激酶（Cdk）的特异性由活性位点的内在选择性以及细胞周期蛋白亚基上的底物对接位点决定。关于这些因素在Cdk1底物磷酸化的时间选择上的相对重要性，长期以来存在争论。我们分析了主要的出芽酵母细胞周期蛋白（G1/S期细胞周期蛋白Cln2、S期细胞周期蛋白Clb5、G2/M期细胞周期蛋白Clb3和M期细胞周期蛋白Clb2），发现Cdk1对共有基序的活性按照Cln2 - Clb5 - Clb3 - Clb2的顺序逐渐增强，与细胞周期进程平行。此外，我们鉴定出一个对接元件，它弥补了Cln2对G1期特异性靶点较弱的内在特异性。而且，Cln2 - Cdk1显示出独特的共有位点特异性，这表明细胞周期蛋白不仅激活Cdk1，还调节其活性位点特异性。最后，我们鉴定出了几个Cln2、Clb3和Clb2特异性的Cdk1靶点。我们提出，细胞周期事件的稳健时间选择和顺序取决于Cdk1底物特异性的逐渐变化。
► 在细胞周期中，细胞周期蛋白逐渐提高Cdk1的活性位点特异性
► 一种新的底物对接基序对G1期细胞周期蛋白 - Cdk1复合物具有特异性
► G1期细胞周期蛋白 - Cdk1在底物位点共有特异性方面显示出独特特征
► 细胞中存在几个G1、G2和M期特异性的Cdk1靶点
Cdk specificity is determined by the intrinsic selectivity of the active site and by substrate docking sites on the cyclin subunit. There is a long-standing debate about the relative importance of these factors in the timing of Cdk1 substrate phosphorylation. We analyzed major budding yeast cyclins (the G1/S-cyclin Cln2, S-cyclin Clb5, G2/M-cyclin Clb3, and M-cyclin Clb2) and found that the activity of Cdk1 toward the consensus motif increased gradually in the sequence Cln2-Clb5-Clb3-Clb2, in parallel with cell cycle progression. Further, we identified a docking element that compensates for the weak intrinsic specificity of Cln2 toward G1-specific targets. In addition, Cln2-Cdk1 showed distinct consensus site specificity, suggesting that cyclins do not merely activate Cdk1 but also modulate its active-site specificity. Finally, we identified several Cln2-, Clb3-, and Clb2-specific Cdk1 targets. We propose that robust timing and ordering of cell cycle events depend on gradual changes in the substrate specificity of Cdk1. ► Cyclins gradually raise the active-site specificity of Cdk1 during the cell cycle ► A novel substrate docking motif is specific for G1-cyclin-Cdk1 complexes ► G1 cyclin-Cdk1 shows distinct features of substrate site consensus specificity ► Several G1, G2, and M phase-specific Cdk1 targets exist in the cell
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