El complejo SCF (la abreviatura está formada por las letras iniciales de las tres subunidades del complejo: S kp1, C ul1 , F -box) es un compuesto proteico que juega un papel importante en la regulación del ciclo celular . En la estructura del complejo, en primer lugar, se aísla un núcleo, que consta de tres subunidades: la proteína formadora de estructura cullin , el dominio RING catalítico y la proteína adaptadora . La enzima conjugadora de ubiquitina se conecta al núcleo del complejo SCF a través del dominio RING , lo que asegura la transferencia de la molécula de ubiquitina a la proteína diana. A través del dominio adaptador, un dominio específico del sustrato se conecta al complejo SCF , lo que asegura la unión de la proteína diana [1] .
Funcionalmente, el complejo SCF es una ubiquitina ligasa y cataliza la proteólisis dependiente de ubiquitina de las proteínas diana. A lo largo de todo el ciclo celular, el núcleo del complejo SCF permanece en un estado activo [1] [2] , pero la actividad de todo el complejo está totalmente regulada por dos factores: en primer lugar, mediante la unión del dominio específico de sustrato apropiado que reconoce y se une a las proteínas diana y, en segundo lugar, en la mayoría de los casos, las dianas del complejo SCF deben fosforilarse para ser reconocidas por un dominio específico del sustrato [1] [3] .
El complejo SCF juega un papel importante en la transición de la célula de la fase G1 a la fase S. En esta etapa, SCF proporciona la ubiquitinación y la subsiguiente proteólisis de los inhibidores de las cinasas dependientes de ciclina [4] , lo que conduce a la formación de complejos de ciclina cinasa G 1 /S-Cdk, que a su vez proporcionan la transición G 1 /S [3] .
Otra función establecida del complejo SCF es la participación en la regulación de la fase M. En esta etapa, SCF primero ubiquitina la proteína quinasa Wee1 , lo que facilita la activación de las ciclina quinasas mitóticas M-Cdk. En segundo lugar, SCF ubiquitina Emi1 , un inhibidor del complejo APC , asegurando la transición de la célula a la anafase de la mitosis [3] .
En la estructura del complejo SCF, en primer lugar, se distingue un núcleo, que consta de tres subunidades: la proteína cullina que forma la estructura, el dominio RING catalítico y la proteína adaptadora. La enzima conjugadora de ubiquitina (E2) se conecta al núcleo del complejo SCF a través del dominio RING , lo que asegura la transferencia de la molécula de ubiquitina a la proteína diana. A través del dominio adaptador, un dominio específico de sustrato se conecta al complejo SCF, lo que asegura la unión de la proteína diana [1] .
La abreviatura SCF está compuesta por las letras iniciales de las tres subunidades del complejo: Skp1 (Ing. S-phase kinase-associated protein 1 - “proteína asociada con S-phase 1 kinase”), Cul1 (Ing. cullin 1 - “cullin 1”), F-box ( F-box en inglés ) [1] .
Según las diferencias estructurales, existen al menos tres tipos de complejos SCF: SCF1, SCF2 y SCF3. Los números de serie se utilizan para designar el Cullin correspondiente, que forma parte del SCF: Cul1, Cul2 o Cul3. Además, los tres complejos SCF difieren en los dominios adaptadores: para SCF1, esto es Skp1; para SCF2, es EloB/C ( elongina B/C). POZ) contacta directamente con la subunidad culina Cul3, es decir, realiza simultáneamente el sustrato -Funciones de enlace y adaptador. Cada grupo SCF también difiere en el tipo característico de dominio específico de sustrato: para SCF1, estas son proteínas del grupo F-box , para SCF2, proteínas del grupo BC-box, para SCF3, el dominio BTB/POZ ( BTB - complejo amplio/vía de tranvía /bric-a-brac ; POZ - proteína de dedo de zinc del poxvirus - "proteína del poxvirus similar al dedo que contiene zinc"). El único elemento común para los tres tipos de SCF es el dominio RING - Rbx1 (ing. RING box protein-1 - "RING box protein 1"), también llamado Roc1 (ing. regulator of cullins-1 - "regulator de cullins 1") [5] [6] .
| tipo SCF | SCF (SCF1) | SCF2/5 | SCF3 | SCF4 | SCF7 |
|---|---|---|---|---|---|
| Cullin | Cul1/Cdc53 | Cul2 o Cul5 | Cul3 | Cul4 (4A, 4B) | Cul7 |
| dominio ANILLO | Rbx1/Roc1/Hrt1 | Rbx1/Roc1/Hrt1 | Rbx1/Roc1/Hrt1 | Rbx1/Roc1/Hrt1 | Rbx1/Roc1/Hrt1 |
| Dominio del adaptador | Skp1 | Elongina C, elongina B | BTB/POZ | ? | Skp1 |
| Dominio específico del sustrato | Caja F (Skp2, Cdc4, etc.) | Caja BC (caja SOCS) | BTB/POZ | ? | Fbox (Fbw29) |
El complejo SCF pertenece a una subclase de enzimas ubiquitina ligasa y cataliza reacciones de ubiquitinación: unión covalente de moléculas de ubiquitina a proteínas diana. Al mismo tiempo, las proteínas diana marcadas como resultado de la ubiquitinación se reconocen y escinden en los proteasomas 26S . El reconocimiento de proteínas diana proporciona un dominio específico de sustrato dentro del complejo SCF [1] [7] .
A pesar de la diversidad estructural de los complejos similares a SCF, el papel de la mayoría de ellos sigue siendo desconocido. De hecho, el rol se ha establecido solo para los complejos del grupo SCF1 (Skp1-Cul1-Rbx1- F-box ) [5] . Además, incluso dentro del grupo SCF1, hay alrededor de 70 dominios F-box específicos de sustrato diferentes, cuyas funciones, en la mayoría de los casos, también son aún poco conocidas [2] .
La principal función establecida del complejo SCF es la participación en la regulación del ciclo celular. La implementación de esta función la proporcionan los correspondientes dominios específicos del sustrato del grupo F-box: Skp2 ( proteína 2 asociada a la quinasa de la fase S en inglés - "proteína asociada con las quinasas de la fase 2 de S"), Fbw7 ( Inglés F-box y dominio repetido WD que contiene 7 - "dominio F-box que contiene WD-repeat 7"), β-TRCP (inglés beta-transducin repeat que contiene proteína - "una proteína que contiene secciones repetidas de beta-transducin ") [2] . El dominio Skp2 permite que el complejo SCF controle la actividad de los siguientes reguladores del ciclo celular: ciclina D1 , ciclina E , p130 Rb2 , E2F1, así como la actividad de un grupo de inhibidores de quinasas dependientes de ciclina — p27 kip1 (p27), p21 Waf1/Cip1/Sdi1 (p21), p57 kip2 (p57). Con la participación del dominio Fbw7, se proporciona el control de los reguladores: c-myc , c-jun , ciclina E, Notch . El dominio β-TRCP proporciona control sobre dos importantes reguladores de la actividad de las quinasas dependientes de ciclinas mitóticas, la quinasa Wee1 y la fosfatasa Cdc25 . Además, β-TRCP controla la actividad de beta-catenina y Emi1 [2] .
Durante la interfase , el complejo SCF regula la actividad de los siguientes sustratos: Cdc25A ; ciclina D1; ciclina E; quinasa dependiente de ciclina 2 (Cdk2); factor de replicación del ADN - Cdt1 ; proteína p130; inhibidores de quinasas dependientes de ciclina - p21 , p27 , p57 ; factor de transcripción E2F1 . El complejo SCF juega un papel importante en la transición de la célula de la fase G 1 a la fase S. En esta etapa, SCF Skp2 proporciona ubiquitinación y posterior proteólisis de inhibidores de quinasas dependientes de ciclina [4] . lo que conduce a la formación de complejos de ciclina quinasa G 1 /S-Cdk , que a su vez proporcionan la transición G 1 /S. Una vez completada la transición de la fase G 1 a la fase S, las ciclinas G 1 /S (ciclina E, ciclina D1) se destruyen con la participación del complejo SCF [3] .
La segunda región importante, donde también se implementan las funciones del complejo SCF, es la fase M. En esta etapa, SCF β-TRCP primero ubiquitina la proteína quinasa Wee1, promoviendo así la activación de las ciclina quinasas mitóticas M-Cdk. En segundo lugar, SCF β-TRCP ubiquitina Emi1, un inhibidor del complejo APC , asegurando la transición de la célula a la anafase de la mitosis [3] .
A lo largo del ciclo celular, el núcleo del complejo SCF permanece en un estado activo [1] [2] , pero la actividad de todo el complejo está completamente regulada por dos factores: primero, por la unión del dominio específico de sustrato apropiado que reconoce y se une a las proteínas diana y, en segundo lugar, en la mayoría de los casos, las dianas del complejo SCF deben fosforilarse para ser reconocidas por el dominio específico del sustrato [1] [3] .
En términos de regulación, también cabe destacar la interacción del complejo SCF con otra ubiquitina ligasa reguladora del ciclo celular, el complejo de estimulación de la anafase ( APC ).
Ambas ligasas de ubiquitina, SCF y APC, pueden controlar la actividad de los mismos sustratos. Por ejemplo, en la levadura de fisión, la ciclina en fase S (Cig2) está controlada tanto por APC como por SCF Pop1/2 [4] . En células humanas , se observa un control bidireccional similar para la fosfatasa Cdc25A. Durante la fase G1, el complejo APC Cdh1 controla la actividad de Cdc25A . Posteriormente, en la fase S del ciclo celular, SCF β-TRCP controla la actividad de Cdc25A dependiendo de la presencia de daño en el ADN [4] [8] .
Otra característica de SCF y APC es la regulación interdependiente de la actividad de ambas ligasas de ubiquitina. Durante la fase G 1 , el complejo APC Cdh1 participa en la ubiquitinación de la subunidad Skp2 que reconoce el sustrato, lo que inhibe la actividad del complejo SCF. Además, durante la transición de la célula de la fase G 1 a la fase S, el complejo SCF Skp2 activado proporciona la ubiquitinación y la subsiguiente proteólisis de los inhibidores de las quinasas dependientes de ciclina, lo que conduce a la formación de la ciclina quinasa G 1 /S-Cdk complejos (por ejemplo, ciclina A-Cdk2). Las ciclina quinasas G 1 /S-Cdk activadas fosforilan la subunidad Cdh1, desactivando así el complejo APC. Finalmente, en la fase M temprana de SCF , β-TRCP inicia la proteólisis de Emi1, un inhibidor de la subunidad Cdc20, que forma parte del complejo APC Cdc20 . La eliminación del inhibidor de Emi1 asegura la activación del complejo APC [9] .
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