BUB1

La proteína quinasa serina/treonina del punto de control mitótico BUB1, también conocida como BUB1 (budding uninhibited by benzimidazoles 1), es una enzima que en humanos está codificada por el gen BUB1 . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Bub1 es una proteína quinasa de serina/treonina identificada por primera vez en estudios genéticos de Saccharomyces cerevisiae (levadura de panadería) . ^{[ 7 ]} La proteína se une a los cinetocoros y desempeña un papel clave en el establecimiento del punto de control del huso mitótico y la congregación cromosómica. La quinasa del punto de control mitótico está conservada evolutivamente en organismos tan diversos como Saccharomyces cerevisiae y los humanos. Se ha informado que las mutaciones con pérdida de función o la ausencia de Bub1 dan como resultado aneuploidía , inestabilidad cromosómica ( CIN ) y senescencia prematura .

Bub1p comprende una región N-terminal conservada , una región central no conservada y un dominio de serina/treonina quinasa C-terminal . ^{[ 8 ]} La región N-terminal media la unión de Hs-BUB1 a la proteína del cinetocoro mitótico blinkin (una proteína también conocida comúnmente como AF15q14). Esta última interacción es esencial para la localización de Bub1 en el cinetocoro y su función en la detención del ciclo celular inducida por la activación del punto de control del ensamblaje del huso (SAC). ^{[ 9 ]} La estructura cristalina de la Bub1 humana reveló la presencia de un dominio de repetición de tetratricopéptido (TPR) N-terminal y un dominio quinasa C-terminal (residuos 784–1085), adoptando un plegamiento de quinasa canónico con dos lóbulos. Los sitios de unión de ATP y catalíticos se encuentran en la interfaz de los dos lóbulos. La extensión N-terminal contiene tres hebras β y una hélice α , que envuelven el lóbulo N del dominio quinasa. ^{[ 10 ] : Figura 1}

En los humanos, Bub1 se acumula gradualmente durante las fases G1 y S del ciclo celular , alcanza su pico en G2/M y disminuye drásticamente después de la mitosis. Durante la profase, se localiza como una de las primeras proteínas en el cinetocoro externo, un proceso generalmente implicado en la correcta sincronización mitótica y la respuesta del punto de control al daño del huso. ^{[ 11 ]}

La proteína quinasa Bub1 posee funciones versátiles y distintas durante el ciclo celular, principalmente en el punto de control del huso mitótico (SAC) y en la alineación cromosómica durante la metafase. La red de interacción de la proteína identificada hasta el momento es igualmente compleja (véase la Figura 1).

En las células eucariotas, el SAC actúa como mecanismo central de vigilancia para asegurar que los cromosomas se transmitan a la siguiente generación de forma fiable. Varios componentes monitorizan la correcta unión bipolar de los microtúbulos al cinetocoro, presumiblemente mediante la detección de tensión. La transición de metafase a anafase se detiene por acción del SAC mientras los cinetocoros individuales carezcan de la unión bipolar de los microtúbulos, lo que implica la necesidad de una vía de señalización altamente sensible. Se ha postulado que Bub1 es el regulador principal de la formación y señalización del SAC. Al menos otras trece proteínas ( Mad1 , MAD2 , MAD3 /BubR1, BUB3 , Mps1 , etc.) forman parte del punto de control, y se ha identificado que muchas interactúan con Bub1.

Tras la activación del SAC, Bub1 fosforila directamente al coactivador de APC /C, Cdc20 . ^{[ 13 ]} Esta fosforilación probablemente se produce en complejo con Bub3, que a su vez ha sido previamente fosforilado por Bub1. La fosforilación de Cdc20 finalmente reduce la actividad de APC/C, lo que determina la transición de metafase a anafase. A su vez, APC/C, ahora en complejo con Cdh1, también actúa sobre Bub1 preparándolo para su degradación y la salida de la mitosis. ^{[ 14 ]}

Además, la localización de Bub1 en el cinetocoro al inicio de la fase G2 o la profase es otro aspecto del funcionamiento del SAC. Se cree que Bub1 actúa como plataforma reclutando otras proteínas motoras y de punto de control, como Mad1, Mad2, BubR1, CENP-E y PLK1 , al cinetocoro. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} De hecho, datos recientes sugieren que la función principal de Bub1 durante la actividad del SAC no es la fosforilación de Cdc20, sino el reclutamiento de BubR1, Mad1 y Mad2. ^{[ 18 ]}

Tras el daño del huso, Bub1 también se activa para fosforilar Mad1 ^{[ 19 ] [ 20 ]} , lo que provoca la disociación del complejo Mad1-Mad2 y, por lo tanto, hace que Mad2 sea accesible para la inhibición de Cdc20. Bub1 generalmente protege la cohesión de las cromátidas hermanas al mejorar la localización de la proteína Shugoshin ( Sgo1 ) en la región centromérica. Mediante el reclutamiento de la fosfatasa PP2A, Bub1 inhibe la acción de PLK1, que elimina Sgo1 del centrómero. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

Por el contrario, la localización de PLK1, como ya se mencionó, también depende de la actividad de Bub1. Estudios realizados en extractos de Xenopus mediante ARN de interferencia o depleción con anticuerpos han indicado una función crucial de Bub1 en la organización del centrómero interno. De forma similar a su papel en el ensamblaje del cinetocoro, recluta miembros del complejo de pasajeros cromosómicos (CPC), como la quinasa Aurora B , Survivin e INCENP . Se ha observado la fosforilación directa de INCENP por Bub1. ^{[ 25 ]}

La depleción de Bub1 humana mediada por ARN de interferencia ha demostrado su función en la correcta congregación de la metafase. Entre los objetivos posteriores identificados se encuentran distintas proteínas del cinetocoro como CENP-F , MCAK y la ya mencionada Sgo1. ^{[ 18 ]}

Las alteraciones en los puntos de control mitóticos son una característica común de muchos cánceres humanos. Más precisamente, las mutaciones en el punto de control del huso pueden conducir a inestabilidad cromosómica y aneuploidía, una característica presente en más del 90% de todos los tumores sólidos. ^{[ 26 ]} Se han identificado mutaciones con pérdida de función o expresión génica reducida de Bub1 en varios tumores humanos como cáncer de colon, esófago, estómago, mama y melanoma. ^{[ 18 ]} Se encontró una correlación entre los niveles de expresión de Bub1 y la localización de los tumores junto con su gravedad. Por ejemplo, los niveles bajos de expresión de Bub1 dieron como resultado más sarcomas, linfomas y tumores de pulmón, mientras que los más altos causaron sarcomas y tumores en el hígado. ^{[ 27 ]} Además, Bub1 ha sido identificado como un objetivo del antígeno T grande del virus SV-40, posiblemente contribuyendo a su potencial para la transformación oncogénica . ^{[ 28 ]} Los indicios de una posible implicación de Bub1 en la tumorigénesis también provienen de experimentos con animales, donde ratones con expresión reducida de Bub1 mostraron un aumento en la susceptibilidad a los tumores. ^{[ 29 ] [ 30 ]} La reducción in vitro de Bub1 en células con deficiencia de p53 (por ejemplo, células HeLa) causó aneuploidía. ^{[ 31 ]} Si la aneuploidía por sí sola es una causa impulsora suficiente durante la tumorigénesis o más bien una mera consecuencia ha sido objeto de debate científico.

Recientemente, Bub1 ha sido identificado como un regulador negativo de CIMD. La depleción de Bub1 resulta en un aumento de CIMD para evitar la aneuploidía causada por la reducción del funcionamiento del SAC. La actividad transcripcional de p73 se inhibe mediante fosforilación. Hasta el momento, no se ha visualizado una interacción directa entre estos dos actores, por lo que aún no se han determinado las moléculas que vinculan Bub1 y p73. ^{[ 32 ]} También se ha propuesto que Bub1 se une a p53 para impedir que active genes proapoptóticos, por lo que p53 puede inducir apoptosis cuando Bub1 está deplecionado. Sin embargo, aún no se ha demostrado una interacción entre p53 y Bub1, aunque sí se ha informado de la unión de p53 a BubR1. ^{[ 33 ]}

• Mitosis
• Ciclo celular

• Ubicación del genoma humano BUB1 y página con detalles del gen BUB1 en el navegador genómico de UCSC .