Control de la estabilidad de ciclinas de G1 por nutrientes

Abstract

El control del ciclo celular está altamente regulado mediante diferentes CDKs asociadas a ciclinas. En Saccharomyces cerevisiae, la CDK esencial Cdc28 es la que regula mayoritariamente este proceso. En la fase G1 del ciclo celular, otra CDK, Pho85, también colabora en este proceso asociada a las ciclinas Pcl1 y Pcl2. Pho85 se considera un enzima accesorio con funciones redundantes básicamente porqué: 1) su delección no da un fenotipo de letalidad (como si lo hace Cdc28) y 2) porqué los substratos descritos para Cdc28 lo son a su vez para Pho85. En esta tesis, hemos demostrado que, aunque es cierto que ambas CDKs regulan a los mismos substratos, lo hacen en condiciones ambientales distintas y que esto es facilitado por un mecanismo de destrucción de proteínas diverso. Hasta el inicio de este trabajo, se conocía el complejo SCF como el único capaz de degradar las ciclinas de G1 pero hemos observado que Dma1, otra E3 ligasa, es la que regula específicamente a Pcl1. Esta ciclina es ubiquitinada in vitro e in vivo por Dma1 y esto es necesario para la correcta degradación de Pcl1 in vivo. Como el SCF, Dma1 también se basa en una pequeña secuencia presente en sus sustratos a la que hemos llamado DDD, sin la cual, Pcl1 no era ubiquitinado correctamente in vitro y no era correctamente degradada in vivo. La fosforilación de Pcl1 mediante Pho85 en la Thr39 y la Ser43 es necesaria para su destrucción in vivo. Además, hemos podido demostrar que este mecanismo regulado mediante fosforilación y ubiquitinación, tiene un sentido fisiológico dado que en condiciones pobres en nutrientes, Pcl1 es la ciclina principal de la fase G1 del ciclo, siendo así acordes unos niveles mas bajos de la E3 ligasa Dma1. Por lo tanto, los complejos Pho85-Pcl1 ayudan a rearrancar el ciclo cuando no hay suficientes nutrientes en el medio y Cdc28 está downregulada y Dma1 es un mecanismo de degradación dependiente y controlado por la presencia de nutrientes en el medio. Así también, Pho85-Pho80 enlazan la regulación del metabolismo con la fase G1 del ciclo al fosforilar a Cln3 en presencia de fosfato, estabilizando a la ciclina mediante fosforilación. Hemos observado que esta fosforilación se da en lugares diversos a la que realiza su CDK Cdc28, seguramente dado que Pho85 la regula como sustrato y no como ciclina. Esto, nos llevó a sospechar que la degradación de Cln3 pudiese darse por un mecanismo diferente a la que sufre cuando es controlada por su propia CDK. Sabiendo que Pho85 está regulando también de diferentes maneras la autofagia, quisimos comprobar que no fuera este mecanismo el mecanismo de degradación de Cln3. Tras observar que no era así, también buscamos la posible E3 ligasa que estuviese ubiquitinando a esta proteína y, aunque no conseguimos encontrar, cabe destacar que observamos que Ubc4 se encuentra relacionada con el proceso de destrución de Cln3.