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Cdt1

Synonyme: Chromatin Licensing and DNA Replication Factor 1, DUP
Englisch: DNA replication factor CDT1

1 Definition

Cdt1 ist ein essentielles Beladungsprotein der replikativen Helikase MCM und Teil des präreplikativen Komplexes.

2 Hintergrund

Eine wichtige Voraussetzung für die Replikation ist die Bildung des präreplikativen Komplexes, der aus ORC, Cdc6, der Helikase MCM und dessen Beladungsprotein Cdt1 besteht. Dieser Komplex agiert als Lizensierungsfaktor des Replikationsursprungs (Englisch: "origin licensing"). Dadurch wird sichergestellt, dass die Replikation koordiniert gestartet und von jedem Ursprung nur einmal initiiert wird.[1]

3 Genetik

Das kodierende Gen für Cdt1 befindet sich beim Menschen auf Chromosom 16 an Genlokus q24.3. Es besteht aus 10 Exons.

4 Struktur und Biochemie

Cdt1 besitzt eine Molekülmasse von etwa 65 kDa. Am N-Terminus befindet sich eine regulatorische Domäne, am C-Terminus eine Region, die mit MCM interagieren kann. Im Vergleich zu anderen Lizensierungsfaktoren oder Faktoren des präreplikativen Komplex ist Cdt1 durchaus ungewöhnlich. Cdt1 besitzt keine enzymatische Aktivität und zeigt kaum strukturelle Ähnlichkeiten zu anderen Proteinen in Eukaryoten. Trotzdem ist dessen Präsenz am Chromatin essentiell für eine erfolgreiche Replikation und bereits kleinere Veränderungen in der Regulierung von Cdt1 führen zu massiver genomischer Instabilität.[1]

5 Funktion

Der Replikationsursprung ist vor der Bindung von Cdt1 und MCM bereits durch ORC markiert. Hier ist ebenfalls die ATPase Cdc6 gebunden, welche die Energie für die Beladung der DNA mit der Helikase MCM liefert.

Cdt1 agiert als Shuttle für MCM und ist essentiell für die Rekrutierung zur DNA. Ohne Cdt1 bindet MCM nicht an den Replikationsursprung. In vitro Experimente haben gezeigt, dass Cdt1 in Lösung direkt an MCM binden kann. Dieser Komplex aus MCM und Cdt1 kann nun an ORC und Cdc6 binden. Dies geschieht über Interaktion mit dem C-Terminus von Cdc6. Cdt1 verbleibt solange mit MCM verbunden, bis MCM erfolgreich auf die DNA geladen wurde. Dies wird auch dahingehend interpretiert, dass Cdt1 wahrscheinlich MCM während der Beladung in der richtigen Konformation und Orientierung hält.[1]

6 Regulierung

Cdt1 wird zusammen mit anderen Lizensierungsfaktoren durch Cyclin-abhängige Kinasen während der S-Phase durch Phosphorylierungen inhibiert. Dies stellt sicher, dass keine erneute Lizensierung eines Ursprungs stattfinden kann. Besonders wichtig ist außerdem die Interaktion mit dem Replikationsinhibitor Geminin, der direkt an Cdt1 binden kann und dessen Funktion der MCM-Rekrutierung komplett blockiert. Die Geminin-Level sind während der verschiedenen Phasen des Zellzyklus sehr strikt reguliert. Am geringsten sind sie während der G1-Phase, in welcher der präreplikative Komplex gebildet wird.[2]

7 Quellen

  1. 1,0 1,1 1,2 Pozo, P. N. & Cook, J. G. Regulation and Function of Cdt1; A Key Factor in Cell Proliferation and Genome Stability. Genes (Basel) 8, doi:10.3390/genes8010002 (2016)
  2. Caillat, C. & Perrakis, A. Cdt1 and geminin in DNA replication initiation. Subcell Biochem 62, 71-87, doi:10.1007/978-94-007-4572-8_5 (2012).

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