Charakterisierung und funktionelle Analyse der Interaktion zwischen Polo-like Kinase 1 und mitotischem Zentromer-assoziierten Kinesin

Polo 样激酶 1 与有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白之间相互作用的表征和功能分析

基本信息

批准号：
188052775
负责人：
Professorin Dr. Juping Yuan
金额：
--
依托单位：
Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/188052775?language=en
关键词：
Charakterisierung und funktionelle Analyse der

项目摘要

Eine der grundlegendsten Veränderung von Krebszellen gegenüber Normalzellen besteht im Verlust der Zellzykluskontrolle. Die beiden mitotischen Kinasen Cyclin-abhängige Kinase 1 (Cdk1) und Polo-like Kinase 1 (Plk1) sind Schlüsselregulatoren, die den korrekten Verlauf der Mitose gewährleisten. Während Cdk1 essentiell für den Eintritt in die Mitose ist, wird Plk1 in vielen Phasen der Mitose benötigt. Die Deregulation von Cdk1 sowie Plk1 ist mit der Tumorgenese assoziiert und mitverantwortlich für die aggressive Proliferation von Tumorzellen. Die Mechanismen durch die die mitotischen Kinasen den Zellen ermöglichen, diese Kontrollpunkte zu überschreiten, und somit zur genetischen Instabilität sowie zur Förderung neoplastischer Transformation führen, sind noch nicht völlig aufgeklärt. Das mitotische Zentromer-assoziierte Kinesin MCAK, das zur Sicherstellung genetischer Integrität beiträgt, ist entscheidend an der Regulation der Mikrotubuli-Dynamik und der Korrektur falsch geschlossener Kinetochor-Mikrotubuli-Verbindungen beteiligt. Neueste Studien haben gezeigt, dass die Lokalisation und Aktivität von MCAK an den Zentromeren/Kinetochoren von der Aurora Kinase B kontrolliert wird. MCAK findet sich auch reichlich im Zytosol und an den Zentrosomen, wobei die regulatorischen Mechanismen hierfür unklar sind. Hinzu kommt noch, dass MCAK während der Mitose abgebaut wird. Da sowohl Überexpression als auch Hemmung von MCAK die Mikrotubuli-Dynamik auf fatale Weise stören, kommt der Klärung dieser Abbaumechanismen eine entscheidende Bedeutung zu. Wir haben herausgefunden, dass Cdk1 T537 in der Motordomäne von MCAK phosphoryliert, wodurch die Mikrotubuli eine erhöhte Stabilität aufweisen. Diese Phosphorylierung durch Cdk1 löst MCAK in der frühen Mitose von den Zentrosomen ab und sorgt für eine korrekte Spindelbildung. Die Expression des MCAK T537E, die phosphorylierung-mimetische Form, verringert den interzentromeren Abstand und arretiert die Zellen in der Mitose. Weitere Analysen belegen, dass eine Beeinträchtigung dieser Regulation zu anomaler Spindelform und schwerwiegenden Fehlern bei der Ausrichtung der Chromosomen führt. Folglich wirkt Cdk1, vor allem während der Mitose, als wichtiger Regulator von MCAK. Wir haben beobachtet, dass die Suppression von Plk1 eine Erhöhung der MCAK Proteinexpression verursacht. Zudem interagiert Plk1 mit Flag-gekoppeltem MCAK während der Mitose. Darüber hinaus phosphoryliert Plk1 den C-Terminus von MCAK. Diese Erkenntnisse ziehen weitere Fragen nach sich, zeigen neue Herausforderungen auf, denen wir uns im Rahmen dieses Antrags stellen wollen: 1. Charakterisierung der Interaktion zwischen Plk1 und MCAK sowie Identifikation der Phosphorylierungsstelle(n) in MCAK durch Plk1. 2. Analyse der funktionellen Bedeutung der Phosphorylierung von MCAK durch Plk1, in Verbindung mit der Regulation von MCAK durch mehrere mitotische Kinasen. 3. Zur Überprüfung, ob die Interaktion zwischen Plk1 und MCAK hemmbar ist. Plk1 und MCAK sind wichtig für den genauen Ablauf der Chromosomentrennung und zur Aufrechterhaltung der chromosomalen Stabilität. Diese Arbeit wird wesentlich dazu beitragen, das Gesamtbild zu vervollständigen, wie MCAK zeitlich und räumlich durch Plk1 und andere mitotische Kinasen kontrolliert. Angesichts der entscheidenden Rolle von Plk1 in der tumorgenese glauben wir, dass diese Arbeit die molekularen Mechanismen, wie die Deregulation von Plk1 zur genetischen Instabilität führt und die Transformation von Zellen fördert, aufklären wird. Ferne, mehrere spezifische Plk1 Inhibitoren, die eine neue Strategie der molekularen Intervention repräsentieren, werden bereits in klinischen Studien getestet. Die vorliegende Untersuchung wird zu neuem Kenntnis der Krebshemmenden Mechanismen der Plk1 Inhibitoren führen und überdies Voraussagen über die Konsequenzen der Plk1 Inhibition während der Chemotherapie erlauben.

Eine der grandlegendsten Veränderung von Krebszellen gegenüber Normalzellen besteht im Verlust der Zellzykluskontrolle. gewährleisten。驱动蛋白麦卡克。 MCAK 是 Aurora 激酶 B 控制的 Zentromeren/Kinetochoren。因此，MCAK 的超表达是致命的微管动力，是指机械结构中的机械装置。 MCAK T537E 的表达，磷酸化模拟形式， Verringert den interzentromeren Abstand und Arretiert die Zellen in der Mitose. Mitose，又名威奇虎调节器 von MCAK。 1. MCAK 中 Plk1 相互作用的特征和 MCAK 中磷酰基 (n) 的识别Plk1。分析 MCAK 在 Plk1 中的功能，在 MCAK 在有丝分裂激酶 3 中的调节。这是染色体稳定的根本原因。费内，特殊的 Plk1 抑制剂是一种新的分子干预策略，可在临床研究中得到应用。化疗过程中 Plk1 抑制的后果。

项目成果

期刊论文数量（6）

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Mitotic arrest and slippage induced by pharmacological inhibition of Polo‐like kinase 1

Polo 样激酶 1 的药理抑制诱导有丝分裂停滞和滑移

DOI：
10.1016/j.molonc.2014.07.020
发表时间：
2015-01-01
期刊：
Molecular Oncology
影响因子：
6.6
作者：
M. Raab;A. Krämer;S. Hehlgans;M. Sanhaji;E. Kurunci;Christina Dötsch;G. Bug;O. Ottmann;S. Becker;Fiona Pachl;B. Kuster;K. Strebhardt
通讯作者：
K. Strebhardt

p21Waf1/Cip1 deficiency causes multiple mitotic defects in tumor cells

p21Waf1/Cip1 缺陷导致肿瘤细胞出现多种有丝分裂缺陷