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La nascita e la morte cellulare

lati con l’attività delle loro chinasi, le chinasi e le fosfatasi che modificano le
CDK sono ancora in gran parte sconosciute. Finora nessuna prova suggerisce
che ERK o i suoi substrati vicini fosforilino le CDK.
Per la maggior parte delle CDK, la fosforilazione inibitoria si verifica su una
tirosina. Si conosce molto poco circa le chinasi responsabili di ciò, anche se al-
cune di esse sono state identificate. Una, che ha come bersaglio la CDK4 nella
fase G1, è un membro della famiglia delle tirosina chinasi non recettoriali src,
chiamata c-yes. A differenza di molti membri delle chinasi src, c-yes risponde
a vie di segnalazione di un fattore di crescita promuovendo il differenziamen-
to anziché la crescita cellulare. Il meccanismo esatto dell’attivazione di c-yes
nelle cellule in crescita non è ben compreso. Due chinasi, note per inattivare i
complessi ciclina-CDK al punto di controllo G2/M, vengono chiamate Wee1
e Chk1. Esse fosforilano l’equivalente tirosinico su CDK2, fermando la mito-
si. Fino a oggi sono state identificate solo poche fosfatasi capaci di rimuovere
il fosfato inibitorio dalla tirosina sulle CDK.
Le chinasi attivanti più conosciute sono quelle propriamente definite chinasi
che attivano la ciclina (CAK). Il lievito gemmante (Saccharomyces cerevisiae),
il lievito che si riproduce per fissione (Schizosaccharomyces pombe) e i mammi-
feri esprimono ciascuno una CAK strutturalmente distinta. In vitro la CAK
fosforila un amminoacido treonina nel ciclo di attivazione della chinasi, vici-
no al sito attivo di molte CDK, fra cui CDK1, 2, 3, 4 e 6, quando queste so-
no legate alle loro rispettive cicline. Questo causa un cambiamento conforma-
zionale nel bersaglio ciclina/CDK, permettendo un facile accesso del substra-
to al sito attivo. Le prove sperimentali che le CAK agiscono con questo mec-
canismo in vivo non sono ancora del tutto definitive.
• Legame da parte di proteine chinasi inibitorie. Queste proteine si legano alle sin-
gole CDK o a complessi ciclina-CDK, come mostrato nella Figura 13.8, e li
inibiscono in vari modi. Esse sono classificate prima di tutto in base alla loro di-
mensione apparente in chilodalton, seguita da un acronimo relativo ai loro ber-
sagli specifici o alle loro funzioni. Alcuni esempi sono gli inibitori delle CDK
(INhibitors of cdKinases, INK; come p15INK4B, p16INK4A, p18INK4C, p19INK4D),
le proteine di interazione con le Cdk (CIP, per esempio p21 )CIP1 e le protei-
ne inibitorie della chinasi dipendenti da ciclina (KIP, cioè p27Kip1 e p57kip2).
Le INK note hanno come bersaglio in particolare i complessi CDK4 e CDK6,
e usano almeno due sistemi per inibire la loro attivazione: il primo, p16 INK4A
compete in vitro con la ciclina D per il legame con CDK4 e CDK6, impe-
dendo la formazione di un complesso quaternario e rappresentando uno dei
primi meccanismi che le cellule possono utilizzare per fermare la progressio-
ne attraverso il punto di controllo G1/S; il secondo, le INK si legano anche ai
complessi interi, inibendo la loro attività chinasica.
Curiosamente, p21CIP1 svolge un duplice ruolo nel controllare l’attività della
CDK. Una copia di questa proteina fa parte del complesso quaternario for-
mato dalla maggior parte delle cicline/CDK e serve per attivare il complesso.
Più tardi nella fase G1, con l’accumularsi nella cellula di p21CIP1, altre copie
della proteina si attaccano al complesso quaternario, inibendolo. I KIP si lega-
no solo ai complessi quaternari assemblati completamente e impediscono fi-
sicamente alla CAK di attivare le CDK.
• Localizzazione subcellulare. Un modo semplice per impedire l’attivazione di
CDK è quello di separare fisicamente le cicline dai loro partner CDK. Le ci-
cline e le CDK sono sintetizzate nel citosol ed entrano nel nucleo attraverso
i pori nucleari. Alcune cicline di routine entrano ed escono dal nucleo quan-
do non sono impegnate attivamente nelle attività del ciclo cellulare, anche se