양성 조절 분자

건강한 세포를 지속해서 생산하기 위해서는 딸세포(daughter cell)를 생성하는 과정인 세포주기가 정확하게 조절되어야 합니다.

내부 조절 확인지점(internal regulatory checkpoint)은 세포의 크기, 에너지 저장량, DNA의 질과 완전성이 세포주기를 진행하기에 충분하다는 것을 확인합니다. 이러한 확인지점에서 양성 조절자(positive regulator)와 음성 조절자(negative regulator)는 세포가 세포주기를 따르는 것을 촉진하거나 억제합니다.

양성 조절자에는 세포가 조절 확인지점을 통과할 수 있도록 만드는 두 가지 단백질 그룹, 즉 사이클린(cyclin)과 사이클린 의존성 인산화효소(cyclin-dependent kinase, CDK)가 포함됩니다. 이 단백질은 효모에서 인간에 이르는 진핵생물에 존재합니다.

사이클린은 세포주기 단계 또는 가장 많이 관여하는 전환(transition)을 기준으로 G₁, G₁/S, S, 또는 M 사이클린으로 분류할 수 있습니다. 일반적으로 사이클린의 농도는 대부분의 세포주기 동안 낮지만 가장 많이 기여하는 확인지점에서 갑자기 증가합니다(세포주기 전체에 필요한 G₁ 사이클린은 예외). 그 뒤 사이클린은 세포질(cytoplasm) 내 효소에 의해 분해되고 농도는 감소합니다. 한편, 다음 확인지점에 필요한 사이클린이 축적됩니다.

사이클린은 세포주기를 조절하기 위해 사이클린 의존성 인산화 효소(CDK)에 결합해야 합니다. CDK는 인산기(phosphate group)를 부착하여 표적 단백질의 활동을 조절하는데, 사이클린이 결합한 경우에만 활성화합니다. CDK는 결합한 사이클린에 따라 특정한 세포주기 단계로 넘어가는 데 필요한 다양한 표적 단백질로 향합니다.

사이클린에 비해 CDK는 세포주기 내내 비교적 일정한 수준을 유지합니다. 하지만, CDK의 활동과 CDK의 표적 단백질은 세포주기에 걸쳐 다양한 농도의 사이클린에 따라 변합니다.