サイクリン依存性キナーゼ（CDK）基質のリン酸化による細胞周期の進行の制御

真核細胞周期は、酵母などの単純な単細胞生物から、人間などのより高い多細胞生物に細胞分裂を調節する基本的な進化的に保存されたプロセスです。細胞周期は、S相（DNA合成相）やM相（有糸分裂相）を含むいくつかの相を含んでいます。S相の間、遺伝物質が複製され、その後、有糸分裂M相と細胞質分裂に続いて2つの同一の娘細胞に分離されます。SおよびM相は、S-またはM相に入るための細胞の準備を支配する2つのギャップ相（G1およびG2）によって分離されます。遺伝的および生化学的研究は、真核生物の細胞分裂がCDK（サイクリン依存性キナーゼ）によって媒介されることを示しています。活性CDKは、触媒活性が調節サイクリンサブユニットとの関連に依存しているプロテインキナーゼサブユニットを構成します。異なるサイクリンサブユニットの細胞周期段階依存性の蓄積とタンパク質分解分解は、細胞分裂の異なる段階を制御するためにCDKとの関連を調節します。CDKは、臨界下流基質をリン酸化することにより、細胞周期の進行を促進し、活性を変化させます。ここでは、よく特徴付けられたCDK基質のいくつかを確認して、これらのキナーゼが細胞分裂のさまざまな段階をどのように制御するかについての機械的洞察を提供します。

The eukaryotic cell cycle is a fundamental evolutionarily conserved process that regulates cell division from simple unicellular organisms, such as yeast, through to higher multicellular organisms, such as humans. The cell cycle comprises several phases, including the S-phase (DNA synthesis phase) and M-phase (mitotic phase). During S-phase, the genetic material is replicated, and is then segregated into two identical daughter cells following mitotic M-phase and cytokinesis. The S- and M-phases are separated by two gap phases (G1 and G2) that govern the readiness of cells to enter S- or M-phase. Genetic and biochemical studies demonstrate that cell division in eukaryotes is mediated by CDKs (cyclin-dependent kinases). Active CDKs comprise a protein kinase subunit whose catalytic activity is dependent on association with a regulatory cyclin subunit. Cell-cycle-stage-dependent accumulation and proteolytic degradation of different cyclin subunits regulates their association with CDKs to control different stages of cell division. CDKs promote cell cycle progression by phosphorylating critical downstream substrates to alter their activity. Here, we will review some of the well-characterized CDK substrates to provide mechanistic insights into how these kinases control different stages of cell division.