ماد1

يُعدّ Mad1 بروتينًا غير أساسي، وله وظيفة في الخميرة تتمثل في نقطة تفتيش تجميع المغزل (SAC). ^{[ 1 ]} تراقب هذه النقطة ارتباط الكروموسومات بأنابيب المغزل الدقيقة، وتمنع الخلايا من بدء الطور الانفصالي حتى يكتمل بناء المغزل. يشير اسم Mad إلى ملاحظة أن الخلايا الطافرة تعاني من نقص في توقف الانقسام (MAD) أثناء تفكك الأنابيب الدقيقة. يقوم Mad1 بتجنيد مثبط الطور الانفصالي Mad2 إلى الحيز الحركي غير المرتبط، وهو ضروري لتكوين معقد Mad2- Cdc20 في الجسم الحي، ولكن ليس في المختبر . في الجسم الحي ، يعمل Mad1 كمثبط تنافسي لمعقد Mad2-Cdc20. ^{[ 2 ]} يتم فسفرة Mad1 بواسطة Mps1، مما يؤدي، إلى جانب أنشطة أخرى، إلى تكوين معقد نقطة تفتيش الانقسام (MCC). وبالتالي، يثبط نشاط معقد تعزيز الطور الانفصالي/السيكلسوم (APC/C). تُحفظ نظائر Mad1 في حقيقيات النوى من الخميرة إلى الثدييات.

في أوائل التسعينيات، تم تحديد جينات الخميرة التي تؤدي طفراتها إلى خلل في توقف الانقسام الخلوي استجابةً لتفكك الأنيبيبات الدقيقة (جينات MAD). لم تُظهر هذه الخلايا أي توقف للانقسام الخلوي في وجود مثبطات بلمرة الأنيبيبات الدقيقة، وبالتالي لم تكن قادرة على تأخير انقسام الخلية. ^{[ 1 ]} شملت الجينات المحددة جينات MAD1 و MAD2 و MAD3 . وهي محفوظة في جميع حقيقيات النوى، وتشارك في مسار نشط في الطور التمهيدي لمنع الانفصال المبكر للكروماتيدات الشقيقة ، وتشكل ما يُعرف بنقطة تفتيش تجميع المغزل (SAC). تراقب نقطة التفتيش هذه حالة ارتباط الكروموسومات بالمغزل الانقسامي، وتمنع الانتقال من الطور الاستوائي إلى الطور الانفصالي عن طريق منع تنشيط معقد تعزيز الطور الانفصالي /السيكلسوم (APC/C)، وبالتالي منع تحلل منظمات دورة الخلية . ^{[ 3 ]} يتراكم Mad1 في هذا المسار عند الكينيتوكورات غير المرتبطة ويعمل كمستشعر للكينيتوكورات غير المرتبطة في هذه الآلية.

تُظهر الخلايا حقيقية النواة توقفًا في الانقسام المتساوي في وجود مثبطات بلمرة الأنيبيبات الدقيقة. تراقب نقطة تفتيش تجميع المغزل حالة المغزل وتربط الانتقال من الطور الاستوائي إلى الطور الانفصالي بالارتباط ثنائي القطب الصحيح لجميع الحيز الحركي بالمغزل الانقسامي. تثبط نقطة تفتيش تجميع المغزل نشاط مُركب تعزيز الطور الانفصالي عن طريق منع تحلل المؤثرات النهائية، والتي تؤدي في غير هذه الحالة إلى بدء الطور الانفصالي والخروج من الانقسام المتساوي. يؤدي استنفاد Mad1 إلى فقدان وظيفة نقطة تفتيش تجميع المغزل . يتمركز Mad1 بشكل أساسي في الحيز الحركي غير المرتبط ويحفز توقف الانقسام المتساوي في حالة وجود حيز حركي واحد غير مرتبط. يستقطب Mad1 مكون نقطة تفتيش تجميع المغزل المهم، Mad2، إلى الحيز الحركي غير المرتبط ويحفز تضخيم إشارة توقف الانقسام المتساوي. يوجد مخزون من Mad2 الحر في السيتوبلازم في هيئته المفتوحة غير النشطة يُسمى o-MAD2. عند ارتباطه بـ Mad1، يتخذ Mad2 هيئة نشطة تُسمى المغلقة (c-Mad2)، مُشكلاً مُركبًا رباعيًا غير متجانس من وحدتين من Mad1 ووحدتين من c-Mad2. يتميز هذا المُركب الرباعي غير المتجانس Mad1–c-Mad2 بثباته العالي، ويعمل كمستقبل مُحفز لـ o-Mad2 الحر الموجود في السيتوبلازم. يرتبط o-Mad2 الحر بهذا المستقبل، مُغيرًا هيئته إلى الشكل النشط المغلق. ثم ينتقل c-Mad2 الثاني إلى Cdc20 بآلية غير معروفة حتى الآن، مُشكلاً مُركب Cdc20–c-Mad2. يُعد هذا المُركب مُكونًا أساسيًا لمركب نقطة التفتيش الانقسامية (MCC). يرتبط MCC بـ APC /C ويُثبطه، وبالتالي يُوقف تقدم الانقسام الخلوي. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

يوجد نوعان من كينازات نقطة التفتيش الأولية التي تُشارك في تنظيم وظيفة Mad1 عبر الفسفرة . ^{[ 5 ]} يقوم Mps1 بفسفرة Mad1 في المختبر وفي الجسم الحي ، ويُعتقد أنه يُنظم تموضع Mad1 وMad2 في الحيز الحركي وديناميكيات تفاعلهما. أما BUB1 فهو الكيناز الآخر الذي يستقطب Mad1 إلى الحيز الحركي ويُفعّله في حال عدم ارتباط الحيز الحركي به. ^{[ 3 ]} إذا كان الحيز الحركي مرتبطًا بالمغزل، فإن مثبط نقطة التفتيش المغزلية p31 ^comet يُثبط إعادة الترتيب التوافقي لـ Mad2 بوساطة Mad1 ويمنع Mad2 من الارتباط بـ Cdc20. ^{[ 3 ]}

باستخدام الطرق البيوكيميائية، تم التنبؤ في عام 1995 أن جين Mad1 يُشفّر بروتينًا حلزونيًا مزدوجًا بوزن 90 كيلو دالتون، ويتكون من 718 حمضًا أمينيًا، ^{[ 6 ]} وله شكل قضيب مميز ^{[ 1 ].} وسرعان ما تم تحديد البنية البلورية. ثم في عام 2002، نُشرت البنية البلورية لبروتين Mad1 البشري مرتبطًا ببروتين Mad2 البشري، مُشكّلًا رباعيًا. ونظرًا للقيود التجريبية، تُظهر البنية فقط الأحماض الأمينية من 484 إلى 584 في بروتين Mad1. ترتبط وحدات Mad1 الأحادية المُستطيلة بإحكام بواسطة حلزون مزدوج متوازٍ يشمل حلزونات ألفا الطرفية N. تتجه سلاسل Mad1 بعيدًا عن الحلزون المزدوج نحو روابطها مع Mad2، مُشكّلةً مُركّبين فرعيين مع Mad2. تحتوي القطعة الواقعة بين حلزونات ألفا 1 و2 على نطاق ارتباط Mad2. الجزء الأول من نطاق الارتباط هذا مرن ويتخذ أشكالًا مختلفة، مما يُؤدي إلى مُركّب غير متماثل. في دراستهم، وباستخدام الدراسات الديناميكية الحرارية، قام سيروني وآخرون... ^{[ 2 ]} تُظهر هذه الدراسة أن بروتين Mad1 يعمل على إبطاء معدل تكوين معقد Mad2- Cdc20 ، وبالتالي يعمل كمثبط تنافسي داخل الجسم الحي . علاوة على ذلك، يقترح الباحثون أن مواقع ارتباط Mad1-Mad2 تقع داخل البنية، مما قد يجعلها غير متاحة لارتباط Cdc20. يتميز ارتباط Mad1-Mad2 بكونه غير معتاد، حيث يلتف الطرف الكربوكسيلي لبروتين Mad2 فوق Mad1. لذلك، يستنتج الباحثون أن معقد Mad1-Mad2 غير المتأثر لن يُحرر Mad2، مما يتطلب آلية جديدة، وغير مفهومة جيدًا حتى الآن، للتغيرات البنيوية. ^{[ 2 ]}

تُعدّ حالات عدم تطابق عدد الكروموسومات (اختلال الصيغة الصبغية) أثناء الانقسام الاختزالي مسؤولة عن أمراض بشرية مثل متلازمة داون، كما أنها تظهر بشكل متكرر في الخلايا السرطانية. وتُشير الوظيفة الأساسية لنقطة تفتيش الانقسام (SAC) إلى فرضية مفادها أن طفرات هذه النقطة، وخاصة تعطيلها، قد تكون سببًا لتكوّن الأورام أو على الأقل تُسهّل حدوثها. ^{[ 3 ]} وعلى النقيض من هذه الفكرة، فقد أظهرت الدراسات أن الخلايا السرطانية تخضع للاستماتة الخلوية عند غياب مكونات نقطة تفتيش الانقسام. ^{[ 7 ]} في هذا النموذج، وعلى عكس النموذج الآخر، يُصبح تعطيل نقطة تفتيش الانقسام وسيلة محتملة للقضاء على الخلايا السرطانية سريعة الانقسام. ولا تزال الروابط الجزيئية بين بروتين Mad1p ونقطة تفتيش الانقسام والاستماتة الخلوية والسرطان غير مفهومة تمامًا. ^{[ 3 ]}

• MAD2
• فرط الفسفرة