{{위키데이터 속성 추적}}
{{#invoke:Infobox_gene|getTemplateData|QID=Q15325366}}

'''사이클린 의존성 인산화효소 1'''({{llang|en|Cyclin-dependent kinase 1}}, '''Cdk1''')은 고도로 보존된 세린/트레오닌 단백질 인산화효소로 기능하고 [[세포 주기]] 조절에 있어 주요 인자이다.<ref name="isbn0-19-920610-4">{{서적 인용|author=Morgan, David L.|origyear=|url=|doi=|oclc=|isbn=978-0-19-920610-0|quote=|pages=30–31|year=2007|authorlink=|location=London|publisher=New Science Press|edition=|title=The cell cycle: principles of control|others=|editor=|accessdate=}}</ref> 세포 분열 주기 단백질 2 동족체 ({{llang|en|cell division cycle protein 2 homolog}}, Cdc 2 homolog)라고도 불린다. 출아효모균 ''Saccharomyces cerevisiae'', 분열효모균 ''Schizosaccharomyces pombe''에서 주로 연구되었으며, 각각 ''cdc28''과 ''cdc2''로 [[유전자]]에 암호화되어있다.<ref name="pmid8507488">{{저널 인용|date=April 1993|title=Control of the yeast cell cycle by the Cdc28 protein kinase|journal=Curr. Opin. Cell Biol.|volume=5|issue=2|pages=166–179|doi=10.1016/0955-0674(93)90099-C|pmid=8507488|vauthors=Nasmyth K}}</ref> 인간에서 Cdk1은 ''CDC2'' 유전자에 암호화되어있다.<ref name="pmid3553962">{{저널 인용|last1=Lee|first1=Melanie|last2=Nurse|first2=Paul|date=Jun 1987|title=Complementation used to clone a human homologue of the fission yeast cell cycle control gene cdc2|journal=Nature|volume=327|issue=6117|pages=31–35|doi=10.1038/327031a0|pmid=3553962|pmc=|authorlink1=Melanie Lee|authorlink2=Paul Nurse}}</ref> Cdk1은 [[사이클린]]과 복합체를 형성해 저마다 표적 기질을 인산화해, 세포주기를 진행시킨다.<ref name="pmid20465793">{{저널 인용|date=May 2010|title=An overview of Cdk1-controlled targets and processes|journal=Cell Division|volume=5|issue=11|pages=11|doi=10.1186/1747-1028-5-11|pmid=20465793|pmc=2876151|vauthors=Enserink JM, Kolodner RD}}</ref>

== 구조 ==
[[파일:PBB Protein CDK2 image.jpg|섬네일|left|인간 Cdk1 동족체 Cdk2의 결정 구조]]
Cdk1은 약 34 k[[원자 질량 단위|Da]]의 작은 단백질로, 고도로 보존되어있다. 사람에서 Cdk1의 동족체와 효모에서의 동족체는 약 63% 아미노산 배열이 동일하다. 게다가, ''cdc2''유전자에 돌연변이가 발생한 효모는 인간 동족체로 [[돌연변이]] 표현형으로부터 회복 할 수 있다.<ref name="pmid3553962"/> Cdk1은 다른 단백질 인산화효소에도 공통적으로 존재하고 단백질 인산화효소 모티프로 대부분 이루어져있다. 다른 인산화효소와 유사하게 Cdk1에는 [[ATP]]가 결합할 수 있는 갈라진 홈이 존재한다. 기질은 홈의 입구 부근에서 결합하고 Cdk1은 ATP의 γ-인산과 기질 세린/트레오닌 잔기의 [[하이드록시기]] 사이에 [[공유결합]] 형성을 촉매한다.

[[촉매]] 코어에 더해 Cdk1은 다른 사이클린 의존성 인산화효소와 유사한 활성화 루프 (T 루프)를 가진다. 사이클린과 상호작용하지 않았을 때, T 루프는 Cdk1 활성부위에 기질이 결합는 것을 억제한다. 또한 Cdk1은 PSTAIRE 헬릭스 (C 헬릭스)를 억제한다. 이 헬릭스는 사이클린의 결합에 함께 움직여 활성부위의 재배치하고, Cdk1의 인산화효소 활성을 촉진한다. 이런 기본적 기작은 Cdk2 같은 다른 Cdk와 같지만 구체적인 상호작용양식은 Cdk마다 다르다.<ref name="pmid7630397">{{저널 인용|date=July 1995|title=Mechanism of CDK activation revealed by the structure of a cyclinA-CDK2 complex|journal=Nature|volume=376|issue=6538|pages=313–320|doi=10.1038/376313a0|pmid=7630397|vauthors=Jeffrey PD, Russo AA, Polyak K, Gibbs E, Hurwitz J, Massagué J, Pavletich NP}}</ref><ref>{{저널 인용|last=Brown|first=Nicholas R.|last2=Korolchuk|first2=Svitlana|last3=Martin|first3=Mathew P.|last4=Stanley|first4=Will A.|last5=Moukhametzianov|first5=Rouslan|last6=Noble|first6=Martin E. M.|last7=Endicott|first7=Jane A.|date=2015-04-13|title=CDK1 structures reveal conserved and unique features of the essential cell cycle CDK|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25864384|journal=Nature Communications|volume=6|pages=6769|doi=10.1038/ncomms7769|issn=2041-1723|pmid=25864384|pmc=4413027}}</ref>

== 기능 ==
사이클린과 결합한 Cdk1에 있어 인산화는 세포주기 진행을 야기한다. Cdk1의 활성은 출아효모균 ''S. cerevisiae''에서 가장 잘 이해가 가기 때문에 여기서는 ''S. cerevisiae''의 Cdk1 (Cdc28)의 활성에 대해 기술한다.<ref name="isbn0-19-920610-4" />

출아효모균에 있어 세포주기 진행의 시작은 SBF (SCB-binding factor)와 MBF (MCB-binding factor), 두 가지 조절복합체에 의해 제어된다. 이 같은 2 가지 복합체는 G1/S 기 유전자 [[전사 (생물학)|전사]]를 개시하지만, 통상적으론 비활성상태로 있다. SBF는 Whi5에 의해 저해되고있지만, Cln3-Cdk1 (척추동물에선 사이클린 D)에 의해 인산화하여 Whi5는 [[세포핵|핵]]으로부터 반출되고 G1/S 레귤론의 전사가 진행된다. 이 레귤론에 G1/S기의 사이클린 Cln1, 2 (척추동물에선 사이클린 E)가 포함된다.<ref name="pmid18633409">{{저널 인용|date=July 2008|title=Positive feedback of G<sub>1</sub> cyclins ensures coherent cell cycle entry|journal=Nature|volume=454|issue=7202|pages=291–296|doi=10.1038/nature07118|pmid=18633409|pmc=2606905|vauthors=Skotheim JM, Di Talia S, Siggia ED, Cross FR}}</ref> G1/S 기 사이클린-Cdk1 복합체에 의해 S기로 진행하기 위해 준비 (중십체의 복제 등)가 행해지며, S기 사이클린 (Clb5, 6, 척추동물에선 사이클린 A)의 수준이 증가한다. S기 사이클린-Cdk1 복합체는 직접적인 복제원점의 초기화가 행해지지만,<ref name="pmid10445023">{{저널 인용|date=July 1999|title=Specialization and targeting of B-type cyclins|journal=Mol Cell|volume=4|issue=1|pages=11–19|doi=10.1016/S1097-2765(00)80183-5|pmid=10445023|pmc=|vauthors=Cross FR, Yuste-Rojas M, Gray S, Jacobson MD}}</ref> 이른 S기의 개시는 Sic1에 의해 억제된다.

또한 G1/S기 사이클린 혹은 S기 사이클린-Cdk1 복합체의 활성화에 의해 Sic1의 수준은 급격하게 줄어들고, S기로의 진행을 행한다. 그 후 M기 사이클린 (Clb1, 2, 3, 4 등, 척추동물에선 사이클린 B)과 Cdk1의 복합체에 의해 인산화가 [[방추체]] 조립이나 [[염색분체|자매염색분체]] 분리가 일어난다. 또한, Cdk1에 있어 인산화는 [[유비퀴틴]] 합성 효소로 인해 APC<sup>Cdc20</sup>도 활성화해, 염색분체의 분리나 더 나아가 M기 사이클린 분해를 활성화시킨다. 이 M기 사이클린 파괴로 인해 [[유사분열]] 최종단계 (방추체의 해체 등)가 일어난다.

== 조절 ==
Cdk1은 사이클린 결합으로 인해 조절된다. 사이클린 결합으로 인해 Cdk1 활성부위로의 접근이 변화하고 Cdk1 인산화효소 활성이 가능해진다. 또한 사이클린은 Cdk1 활성에 특이성을 부여한다. 적어도 일부의 사이클린에는 기질과 직접상호작용할 수 있는 소수성 패치가 존재해 그로인해 표적특이성을 띄게 된다.<ref name="pmid10559988">{{저널 인용|date=November 1999|title=The structural basis for specificity of substrate and recruitment peptides for cyclin-dependent kinases|journal=Nat. Cell Biol.|volume=1|issue=7|pages=438–443|doi=10.1038/15674|pmid=10559988|vauthors=Brown NR, Noble ME, Endicott JA, Johnson LN}}</ref> 사이클린은 특정한 세포 내 부위에 있는 Cdk1의 표적화를 진행시킨다.

Cdk1은 사이클린으로 인한 조절에 더불어 인산화에 의해서도 조절된다. 보존된 [[티로신]] [[잔기]] (인간에선 Try15)의 인산화는 Cdk1을 저해한다. 이 인산화로 인해 ATP의 결합 배열이 변화해 효율적인 인산화효소 활성이 저해되는 것으로 생각된다. 분열효모균 ''S. pombe''에선, DNA 합성이 완료되지 않았을 때, 이 인산화가 안정화시켜 유사분열의 진행을 막는다.<ref name="pmid8939848">{{저널 인용|date=December 1996|title=Cell cycle checkpoints: preventing an identity crisis|journal=Science|volume=274|issue=5293|pages=1664–1672|doi=10.1126/science.274.5293.1664|pmid=8939848|vauthors=Elledge SJ}}</ref> 모든 진핵생물에서 보존된 [[Wee1]]이 Tyr15의 인화를 일으키고 Cdc25 [[단백질 패밀리|패밀리]] 구성요소의 단백질 인산가수분해효소가 이 활성에 길항한다. 이러한 인자 간의 균형으로 세포주기의 진행이 제어되는 것으로 예상된다. 거기에 더해 Wee1은 Cdr1, Cdr2, Pom1 같은 인자에 의해 제어된다.

Cdk-사이클린 복합체는 Cdk 저해 인자의 직접적인 결합에 의해 제어된다. 이런 단백질 중 하나가 위에서 말한 Sic1이다. Sci은 S기 사이클린 Clb5,6-Cdk1 결합체에 직접결합해 저해하는 인자이다. G1/S기 사이클린 Cln1,2-Cdk1에 의해 Sic1 복수 개소의 인산화는 Sic1의 유비퀴틴화와 분해 시기, 즉 S기로의 진행 시기를 결정한다고 생각된다. Sic1에 의한 저해가 극복되어야지만 Clb5,6이 활성화하고 S기가 개시된다.

== 상호작용 ==
Cdk1은 이하의 인자들과 상호작용하는 것으로 나타난다.{{div col|colwidth=20em}}
* BCL2<ref name="pmid11774038">{{저널 인용| vauthors = Pathan N, Aime-Sempe C, Kitada S, Basu A, Haldar S, Reed JC | title = Microtubule-targeting drugs induce bcl-2 phosphorylation and association with Pin1 | journal = Neoplasia | volume = 3 | issue = 6 | pages = 550–9 | year = 2001 | pmid = 11774038 | pmc = 1506558 | doi = 10.1038/sj.neo.7900213 }}</ref><ref name="pmid11326318">{{저널 인용| vauthors = Pathan N, Aime-Sempe C, Kitada S, Haldar S, Reed JC | title = Microtubule-targeting drugs induce Bcl-2 phosphorylation and association with Pin1 | journal = Neoplasia | volume = 3 | issue = 1 | pages = 70–9 | year = 2001 | pmid = 11326318 | pmc = 1505024 | doi = 10.1038/sj.neo.7900131 }}</ref>
* CCNB1<ref name="pmid9891079">{{저널 인용| vauthors = Shanahan F, Seghezzi W, Parry D, Mahony D, Lees E | title = Cyclin E associates with BAF155 and BRG1, components of the mammalian SWI-SNF complex, and alters the ability of BRG1 to induce growth arrest | url = https://archive.org/details/sim_molecular-and-cellular-biology_1999-02_19_2/page/1460 | journal = Mol. Cell. Biol. | volume = 19 | issue = 2 | pages = 1460–9 | date = February 1999 | pmid = 9891079 | pmc = 116074 | doi =  10.1128/mcb.19.2.1460}}</ref><ref name="pmid2570636">{{저널 인용| vauthors = Pines J, Hunter T | title = Isolation of a human cyclin cDNA: evidence for cyclin mRNA and protein regulation in the cell cycle and for interaction with p34cdc2 | journal = Cell | volume = 58 | issue = 5 | pages = 833–846 | date = September 1989 | pmid = 2570636 | doi = 10.1016/0092-8674(89)90936-7 }}</ref><ref name="pmid10716937">{{저널 인용| vauthors = Kong M, Barnes EA, Ollendorff V, Donoghue DJ | title = Cyclin F regulates the nuclear localization of cyclin B1 through a cyclin-cyclin interaction | journal = EMBO J. | volume = 19 | issue = 6 | pages = 1378–1388 | date = March 2000 | pmid = 10716937 | pmc = 305678 | doi = 10.1093/emboj/19.6.1378 }}</ref>
* CCEN1<ref name=pmid9891079/><ref name="pmid1388288">{{저널 인용| vauthors = Koff A, Giordano A, Desai D, Yamashita K, Harper JW, Elledge S, Nishimoto T, Morgan DO, Franza BR, Roberts JM | title = Formation and activation of a cyclin E-cdk2 complex during the G1 phase of the human cell cycle | journal = Science | volume = 257 | issue = 5077 | pages = 1689–1694 | date = September 1992 | pmid = 1388288 | doi = 10.1126/science.1388288 }}</ref>
* CDKN3<ref name="pmid8127873">{{저널 인용| vauthors = Hannon GJ, Casso D, Beach D | title = KAP: a dual specificity phosphatase that interacts with cyclin-dependent kinases | journal = Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. | volume = 91 | issue = 5 | pages = 1731–1735 | date = March 1994 | pmid = 8127873 | pmc = 43237 | doi = 10.1073/pnas.91.5.1731 }}</ref><ref name="pmid8242750">{{저널 인용| vauthors = Gyuris J, Golemis E, Chertkov H, Brent R | title = Cdi1, a human G1 and S phase protein phosphatase that associates with Cdk2 | journal = Cell | volume = 75 | issue = 4 | pages = 791–803 | date = November 1993 | pmid = 8242750 | doi = 10.1016/0092-8674(93)90498-F }}</ref>
* DAB2<ref name="pmid12881709">{{저널 인용| vauthors = He J, Xu J, Xu XX, Hall RA | title = Cell cycle-dependent phosphorylation of Disabled-2 by cdc2 | journal = Oncogene | volume = 22 | issue = 29 | pages = 4524–4530 | date = July 2003 | pmid = 12881709 | doi = 10.1038/sj.onc.1206767 }}</ref>
* FANCC<ref name="pmid14499622">{{저널 인용| vauthors = Reuter TY, Medhurst AL, Waisfisz Q, Zhi Y, Herterich S, Hoehn H, Gross HJ, Joenje H, Hoatlin ME, Mathew CG, Huber PA | title = Yeast two-hybrid screens imply involvement of Fanconi anemia proteins in transcription regulation, cell signaling, oxidative metabolism, and cellular transport | journal = Exp. Cell Res. | volume = 289 | issue = 2 | pages = 211–221 | date = October 2003 | pmid = 14499622 | doi = 10.1016/S0014-4827(03)00261-1 }}</ref><ref name="pmid9242535">{{저널 인용| vauthors = Kupfer GM, Yamashita T, Naf D, Suliman A, Asano S, D'Andrea AD | title = The Fanconi anemia polypeptide, FAC, binds to the cyclin-dependent kinase, cdc2 | journal = Blood | volume = 90 | issue = 3 | pages = 1047–54 | date = August 1997 | pmid = 9242535 | doi =  }}</ref>
* GADD454A<ref name="pmid10362260">{{저널 인용| vauthors = Zhan Q, Antinore MJ, Wang XW, Carrier F, Smith ML, Harris CC, Fornace AJ | title = Association with Cdc2 and inhibition of Cdc2/Cyclin B1 kinase activity by the p53-regulated protein Gadd45 | journal = Oncogene | volume = 18 | issue = 18 | pages = 2892–2900 | date = May 1999 | pmid = 10362260 | doi = 10.1038/sj.onc.1202667 }}</ref><ref name="pmid10747892">{{저널 인용| vauthors = Jin S, Antinore MJ, Lung FD, Dong X, Zhao H, Fan F, Colchagie AB, Blanck P, Roller PP, Fornace AJ, Zhan Q | title = The GADD45 inhibition of Cdc2 kinase correlates with GADD45-mediated growth suppression | journal = J. Biol. Chem. | volume = 275 | issue = 22 | pages = 16602–16608 | date = June 2000 | pmid = 10747892 | doi = 10.1074/jbc.M000284200 }}</ref><ref name="pmid10973963">{{저널 인용| vauthors = Yang Q, Manicone A, Coursen JD, Linke SP, Nagashima M, Forgues M, Wang XW | title = Identification of a functional domain in a GADD45-mediated G2/M checkpoint | journal = J. Biol. Chem. | volume = 275 | issue = 47 | pages = 36892–36898 | date = November 2000 | pmid = 10973963 | doi = 10.1074/jbc.M005319200 }}</ref><ref name="pmid12124778">{{저널 인용| vauthors = Vairapandi M, Balliet AG, Hoffman B, Liebermann DA | title = GADD45b and GADD45g are cdc2/cyclinB1 kinase inhibitors with a role in S and G2/M cell cycle checkpoints induced by genotoxic stress | journal = J. Cell. Physiol. | volume = 192 | issue = 3 | pages = 327–338 | date = September 2002 | pmid = 12124778 | doi = 10.1002/jcp.10140 }}</ref>
* LATS1<ref name="pmid9988268">{{저널 인용| vauthors = Tao W, Zhang S, Turenchalk GS, Stewart RA, St John MA, Chen W, Xu T | title = Human homologue of the Drosophila melanogaster lats tumour suppressor modulates CDC2 activity | journal = Nat. Genet. | volume = 21 | issue = 2 | pages = 177–181 | date = February 1999 | pmid = 9988268 | doi = 10.1038/5960 }}</ref>
* LYN<ref name="pmid8051175">{{저널 인용| vauthors = Kharbanda S, Yuan ZM, Rubin E, Weichselbaum R, Kufe D | title = Activation of Src-like p56/p53lyn tyrosine kinase by ionizing radiation | journal = J. Biol. Chem. | volume = 269 | issue = 32 | pages = 20739–43 | date = August 1994 | pmid = 8051175 | doi =  }}</ref><ref name="pmid8910336">{{저널 인용| vauthors = Pathan NI, Geahlen RL, Harrison ML | title = The protein-tyrosine kinase Lck associates with and is phosphorylated by Cdc2 | journal = J. Biol. Chem. | volume = 271 | issue = 44 | pages = 27517–27523 | date = November 1996 | pmid = 8910336 | doi = 10.1074/jbc.271.44.27517 }}</ref>
* P53<ref name="pmid10884347">{{저널 인용| vauthors = Luciani MG, Hutchins JR, Zheleva D, Hupp TR | title = The C-terminal regulatory domain of p53 contains a functional docking site for cyclin A | journal = J. Mol. Biol. | volume = 300 | issue = 3 | pages = 503–518 | date = July 2000 | pmid = 10884347 | doi = 10.1006/jmbi.2000.3830 }}</ref><ref name="pmid11327730">{{저널 인용| vauthors = Ababneh M, Götz C, Montenarh M | title = Downregulation of the cdc2/cyclin B protein kinase activity by binding of p53 to p34(cdc2) | journal = Biochem. Biophys. Res. Commun. | volume = 283 | issue = 2 | pages = 507–512 | date = May 2001 | pmid = 11327730 | doi = 10.1006/bbrc.2001.4792 }}</ref>
* 유비퀴틴C<ref name="pmid18655026">{{저널 인용| vauthors = Tan F, Lu L, Cai Y, Wang J, Xie Y, Wang L, Gong Y, Xu BE, Wu J, Luo Y, Qiang B, Yuan J, Sun X, Peng X | title = Proteomic analysis of ubiquitinated proteins in normal hepatocyte cell line Chang liver cells | journal = Proteomics | volume = 8 | issue = 14 | pages = 2885–2896 | date = July 2008 | pmid = 18655026 | doi = 10.1002/pmic.200700887 }}</ref>
{{Div col end}}

== 같이 보기 ==
* [[사이클린 의존성 인산화효소]]
== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:단백질]]