Сепараза

Сепараза (англ. separase), або сепарин (англ. separin), – цистеїнова протеаза, яка відповідає за запуск анафази шляхом гідролізу когезину — білка, що відповідає за з'єднання сестринських хроматид у період від стадії G2 інтерфази (після реплікації ДНК) до ранньої стадії анафази.^[3] Бере важливу участь у процесі розходження хроматид в анафазі мітозу і анафазі другого поділу мейозу. Під час мейозу розрізає тільки ті когезинові комплекси, які не захищені білком Sgo.^[3]

ESPL1
Ідентифікатори
Символи	ESPL1, ESP1, SEPA, EPAS1, Separase, extra spindle pole bodies like 1, separase
Зовнішні ІД	OMIM: 604143 MGI: 2146156 HomoloGene: 32151 GeneCards: ESPL1
Онтологія гена Молекулярна функція • cysteine-type peptidase activity • GO:0070122 peptidase activity • каталітична активність • GO:0001948, GO:0016582 protein binding • cysteine-type endopeptidase activity • hydrolase activity Клітинна компонента • цитоплазма • гіалоплазма • центросома • mitotic spindle • клітинне ядро Біологічний процес • negative regulation of sister chromatid cohesion • chromosome segregation • homologous chromosome segregation • протеоліз • positive regulation of mitotic metaphase/anaphase transition • meiotic chromosome separation • GO:0043147 meiotic spindle organization • meiosis I • mitotic sister chromatid segregation • establishment of mitotic spindle localization • GO:0097285 апоптоз • GO:0007067 мітоз • mitotic cytokinesis Джерела:Amigo / QuickGO
Шаблон експресії
Більше даних
Ортологи
Види	Людина	Миша
Entrez	9700	105988
Ensembl	ENSG00000135476	ENSMUSG00000058290
UniProt	Q14674	P60330
RefSeq (мРНК)	NM_012291	NM_001014976 NM_001356312
RefSeq (білок)	NP_036423	NP_001014976 NP_001343241
Локус (UCSC)	Хр. 12: 53.27 – 53.29 Mb	Хр. 15: 102.2 – 102.23 Mb
PubMed search	[1]	[2]
Вікідані
Див./Ред. для людей Див./Ред. для мишей

В організмі людини кодується геном ESPL1, розташованим на короткому плечі 12-ї хромосоми.^[4][5] Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 2 120 амінокислот, а молекулярна маса — 233 175^[6].

У пивних дріжджів S. cerevisiae сепараза кодується геном esp1, який був ідентифікований Кимом Несмітом із співавторами в 1998 році.^[7][8]

Функція

Комплекс когезину дріжджів складається зі спеціалізованих білків, включно з Scc1.^[9]

Стабільне з'єднання між сестринськими хроматидами перед анафазою та їх своєчасне відділення одна від одної під час анафази мають вирішальне значення для поділу клітин і успадкування хромосом. Білки у складі когезинового комплексу зв’язують дві сестринські хроматиди, запобігаючи їх передчасному роз’єднанню. У хребетних з'єднання сестринських хроматид порушується в 2 етапи за допомогою різних механізмів. Перший крок включає фосфорилювання субодиниці когезину SA-1 або SA-2 у когезиновому комплексі. Другий етап включає розщеплення білка Scc1 (Rad21) сепаразою, що ініціює остаточне розділення сестринських хроматид на початку анафази мітозу.^[10][11]

Регуляція

Коли клітина не ділиться, сепараза не може розщеплювати когезин через його асоціацію з білком секурином або через фосфорилювання специфічного залишку серину в сепаразі специфічним комплексом циклін–CDK. Фосфорилювання сепарази призводить до її стабільної асоціації з цикліном В1 із комплексу циклін–CDK1. Зв'язування сепарази з секурином або цикліном B є взаємовиключним, в обох комплексах сепараза пригнічується псевдосубстратними амінокислотними послідовностями ("мотивами"), які блокують зв’язування субстрату в каталітичному місці та в найближчих сайтах. Однак, хоча секурин містить власні псевдосубстратні "мотиви" для блокування зв’язування субстрату, комплекс циклін B–CDK1 інгібує сепаразу шляхом укріплення псевдосубстратних мотивів з гнучких петель у самій сепаразі, що призводить до автоінгібування протеолітичної активності сепарази.^[12] Регуляція за допомогою цих різних з’єднувальних "партнерів" забезпечує дві різні можливості негативної регуляції для запобігання невідповідному розщепленню когезину. Важливо, що сепараза не може функціонувати без первинного формування комплексу секурин–сепараза в більшості організмів. Це пояснюється тим, що секурин допомагає правильно згорнути сепаразу у функціональну конформацію. Однак дріжджам, здається, не потрібен секурин для формування функціональної сепарази, оскільки анафаза відбувається в дріжджах навіть із видаленням секурину.^[13]

Під час отримання сигналу для початку анафази секурин убіквітується та гідролізується, вивільняючи сепаразу для дефосфорилювання за допомогою комплексу APC-Cdc20. Потім активна сепараза може розщеплювати Scc1 для вивільнення сестринських хроматид.

Сепараза ініціює активацію білка Cdc14 у ранній анафазі^[14], а Cdc14 дефосфорилює секурин, таким чином підвищуючи його ефективність як субстрату для деградації. Наявність цієї позитивної петлі зворотного зв'язку демонструє потенційний механізм для надання анафазі поведінки, що більш схожа на перемикання.^[15]

Потенційна схема мережі за участі секурину й сепарази для створення механізму активації анафази за принципом перемикача.

Схема мережі з петлями зворотного зв'язку для створення механізму активації анафази за принципом перемикача.^[15]

Послідовність амінокислот

10		20		30		40		50
MRSFKRVNFG		TLLSSQKEAE		ELLPALKEFL		SNPPAGFPSS		RSDAERRQAC
DAILRACNQQ		LTAKLACPRH		LGSLLELAEL		ACDGYLVSTP		QRPPLYLERI
LFVLLRNAAA		QGSPEATLRL		AQPLHACLVQ		CSREAAPQDY		EAVARGSFSL
LWKGAEALLE		RRAAFAARLK		ALSFLVLLED		ESTPCEVPHF		ASPTACRAVA
AHQLFDASGH		GLNEADADFL		DDLLSRHVIR		ALVGERGSSS		GLLSPQRALC
LLELTLEHCR		RFCWSRHHDK		AISAVEKAHS		YLRNTNLAPS		LQLCQLGVKL
LQVGEEGPQA		VAKLLIKASA		VLSKSMEAPS		PPLRALYESC		QFFLSGLERG
TKRRYRLDAI		LSLFAFLGGY		CSLLQQLRDD		GVYGGSSKQQ		QSFLQMYFQG
LHLYTVVVYD		FAQGCQIVDL		ADLTQLVDSC		KSTVVWMLEA		LEGLSGQELT
DHMGMTASYT		SNLAYSFYSH		KLYAEACAIS		EPLCQHLGLV		KPGTYPEVPP
EKLHRCFRLQ		VESLKKLGKQ		AQGCKMVILW		LAALQPCSPE		HMAEPVTFWV
RVKMDAARAG		DKELQLKTLR		DSLSGWDPET		LALLLREELQ		AYKAVRADTG
QERFNIICDL		LELSPEETPA		GAWARATHLV		ELAQVLCYHD		FTQQTNCSAL
DAIREALQLL		DSVRPEAQAR		DQLLDDKAQA		LLWLYICTLE		AKMQEGIERD
RRAQAPGNLE		EFEVNDLNYE		DKLQEDRFLY		SNIAFNLAAD		AAQSKCLDQA
LALWKELLTK		GQAPAVRCLQ		QTAASLQILA		ALYQLVAKPM		QALEVLLLLR
IVSERLKDHS		KAAGSSCHIT		QLLLTLGCPS		YAQLHLEEAA		SSLKHLDQTT
DTYLLLSLTC		DLLRSQLYWT		HQKVTKGVSL		LLSVLRDPAL		QKSSKAWYLL
RVQVLQLVAA		YLSLPSNNLS		HSLWEQLCAQ		GWQTPEIALI		DSHKLLRSII
LLLMGSDILS		TQKAAVETSF		LDYGENLVQK		WQVLSEVLSC		SEKLVCHLGR
LGSVSEAKAF		CLEALKLTTK		LQIPRQCALF		LVLKGELELA		RNDIDLCQSD
LQQVLFLLES		CTEFGGVTQH		LDSVKKVHLQ		KGKQQAQVPC		PPQLPEEELF
LRGPALELVA		TVAKEPGPIA		PSTNSSPVLK		TKPQPIPNFL		SHSPTCDCSL
CASPVLTAVC		LRWVLVTAGV		RLAMGHQAQG		LDLLQVVLKG		CPEAAERLTQ
ALQASLNHKT		PPSLVPSLLD		EILAQAYTLL		ALEGLNQPSN		ESLQKVLQSG
LKFVAARIPH		LEPWRASLLL		IWALTKLGGL		SCCTTQLFAS		SWGWQPPLIK
SVPGSEPSKT		QGQKRSGRGR		QKLASAPLRL		NNTSQKGLEG		RGLPCTPKPP
DRIRQAGPHV		PFTVFEEVCP		TESKPEVPQA		PRVQQRVQTR		LKVNFSDDSD
LEDPVSAEAW		LAEEPKRRGT		ASRGRGRARK		GLSLKTDAVV		APGSAPGNPG
LNGRSRRAKK		VASRHCEERR		PQRASDQARP		GPEIMRTIPE		EELTDNWRKM
SFEILRGSDG		EDSASGGKTP		APGPEAASGE		WELLRLDSSK		KKLPSPCPDK
ESDKDLGPRL		RLPSAPVATG		LSTLDSICDS		LSVAFRGISH		CPPSGLYAHL
CRFLALCLGH		RDPYATAFLV		TESVSITCRH		QLLTHLHRQL		SKAQKHRGSL
EIADQLQGLS		LQEMPGDVPL		ARIQRLFSFR		ALESGHFPQP		EKESFQERLA
LIPSGVTVCV		LALATLQPGT		VGNTLLLTRL		EKDSPPVSVQ		IPTGQNKLHL
RSVLNEFDAI		QKAQKENSSC		TDKREWWTGR		LALDHRMEVL		IASLEKSVLG
CWKGLLLPSS		EEPGPAQEAS		RLQELLQDCG		WKYPDRTLLK		IMLSGAGALT
PQDIQALAYG		LCPTQPERAQ		ELLNEAVGRL		QGLTVPSNSH		LVLVLDKDLQ
KLPWESMPSL		QALPVTRLPS		FRFLLSYSII		KEYGASPVLS		QGVDPRSTFY
VLNPHNNLSS		TEEQFRANFS		SEAGWRGVVG		EVPRPEQVQE		ALTKHDLYIY
AGHGAGARFL		DGQAVLRLSC		RAVALLFGCS		SAALAVRGNL		EGAGIVLKYI
MAGCPLFLGN		LWDVTDRDID		RYTEALLQGW		LGAGPGAPLL		YYVNQARQAP
RLKYLIGAAP		IAYGLPVSLR

A: Аланін
C: Цистеїн
D: Аспарагінова кислота
E: Глутамінова кислота
F: Фенілаланін
G: Гліцин
H: Гістидин
I: Ізолейцин
K: Лізин
L: Лейцин
M: Метіонін
N: Аспарагін
P: Пролін
Q: Глутамін
R: Аргінін
S: Серин
T: Треонін
V: Валін
W: Триптофан

Y: Тирозин