Регуляция копуляции
Рецепторы половых феромонов , STE2p и STE3p специфичны для а- и alfa-клеток, но, связываясь с соответствующим феромоном , индуцируют одну систему активации спаривания ( Nakayama et al., 1988 ; Bender, Sprague, 1986 ). STE2p и STE3p: гомологи beta-андренергических рецепторов активируют ГТФ- связывающий белковый комплекс. У дрожжей alfa-субъединицу этого комплекса (обозначаемого Galfa,beta,gamma ) кодирует ген GPA1 , отклонированный по гомологии с геном крысы ( Nakafuku et al., 1987 ; Dietzel, Kurjan, 1987 ). О его роли в передаче сигнала о копуляции свидетельствует фенотип мутантов gpa1. Дизрупция GPA1 у гаплоидов приводит к остановке на стадии G1 и морфологическим изменениям -образованию пузанчиков, то есть к конститутивной реакции и спариванию. Появление такого фенотипа свидетельствует о подавлении реакции спаривания продуктом гена GPA1. У диплоидов, гетерозиготных по типу спаривания , мутация gpa1 не проявляется. Дизрупция гена GPA1 подавляет стерильность, обусловленную мутацией ste2, следовательно ген GPA1 действует после гена STE2 ( Nakayama et al., 1988 ; Miyajima et al., 1989 ). В GPA1 были также получены мутации температурочувствительности, супрессирующие мутацию ste2 ( Jahng et al., 1988 8), которые, видимо, вызывают постоянную активацию белка GPA1p при рестриктивной температуре ( Jahng et al., 1988 .
По устойчивости к alfa-фактору отобраны стерильные мутанты gpa1 ( Fujimura, 1988 ), у которых GPA1p, видимо, не способен активироваться. Сходный фенотип проявляется в результате мутации GPA1val50 в участке гена, кодирующем сайт связывания ГТФ, полученной in vitro и вызывающей постоянную активацию белок GPA1p. Эта мутация в отличие от RAS2val19 рецессивна, поскольку способы действия GPA1p и RAS2p различны. Связывание с ГТФ активирует RAS2p и инактивирует GPA1p ( Miyajima et al., 1989 ). Alfa-субъединицы G-белков млекопитающих обычно связываются с beta- и gamma-субъединицами. Они закодированы генами STE4 и STE18 ( Whiteway et al., 1989 ). Оказалось, что мутация ste4 супрессирует мутацию GPA1val50 ( Miyajima et al., 1989 ). Мутация ste4 была отобрана как мутация, приводящая к стерильности, но могут быть получены и мутации, вызывающие конститутивную активацию копуляции (подобно дизрупции gpa1) ( Blinder, Jenness, 1989 ). Это означает, что ген STE4 - позитивный регулятор копуляции. Исследования гиперэкспрессии генов STE4 и STE18 также подтверждают гипотезу, что beta- и gamma- субъединицы - это позитивные регуляторы, активность которых подавляется alfa-субъединицей. Оказалось, что при гиперэкспрессии генов STE4 и STE18 клетки проявляют реакцию копуляции. В случае дизрупции гена STE18 активации при гиперэкспрессии STE4 не происходило, что указывает на взаимодействие продуктов ( Nomoto et al., 1990 ; Whiteway et al., 1990 ).
С комплексом Galfa,beta,gamma взаимодействуют продукты генов CDC39 и CDC36 . У мутантов по этим генам, относящихся к классу I мутантов "Старта" , сохраняется способность к копуляции при рестриктивной температуре ( Reed, 1980 ). Мутации cdc36 и cdc39 приводят к активации гена FUS1 и восстанавливают способность к копуляции у делеций по гену SТЕ2 , но не по гену SТЕ4. В присутствии гена GPA1 на мультикопийной плазмиде активации гена FUS1 не происходит. Следовательно, продукты генов cdc39 и cdc36 действуют после STE2p и взаимодействуют с GPA1p, подавляя реакцию копуляции при отсутствии полового феромона. Предполагают, что CDC36p и CDC39p либо стабилизируют неактивный комплекс ГДФ- Galfa,beta,gamma, либо стимулируют гидролиз ГТФ и присоединение Galfa к Gbeta,gamma. CDC36 и CDC39 участвуют в регуляции не только копуляции, но и мейоза и митотического цикла . Индукция гена FUS1 и остановка на стадии G1 не наблюдаются на средах с неферментируемыми источниками углерода ( de Barros-Lopes et al., 1990 ). Предположительно, белки CDC39p и CDC36p могут взаимодействовать с различными G-белками.
В регуляции реакции спаривания принимают участие еще несколько генов-супрессоров, восстанавливающих у мутантов ste2 и ste3 способность к копуляции. Полученные мутации, обозначенные srm1 неспособны супрессировать мутации ste4, следовательно, ген SRM1 функционирует до гена STE4 ( Clark, Sprague, 1989 ). Ген STE5 , по результатам синтеза двойных мутантов, действует после гена STE4 ( Blinder et al., 1989 ; Nakayama et al., 1988 ).
