Pembahasan Soal IBO 2016 Nomor 1

01.   Aktivitas Wee1 kinase dan Cdc25 fosfatase menentukan keadaan fosforilasi tirosin 15 dalam komponen Cdk1 dari M-Cdk. Ketika tirosin 15 difosforilasi, M-Cdk tidak aktif; ketika tirosin 15 tidak terfosforilasi, M-Cdk aktif (Gambar Q.IA). Aktivitas Wee1 kinase dan Cdc25 phosphatase juga dikendalikan oleh fosforilasi. Pengaturan kegiatan ini dapat dipelajari dalam ekstrak oosit katak. Dalam ekstrak tersebut, Wee1 kinase aktif dan Cdc25 fosfatase tidak aktif. Akibatnya, M-Cdk tidak aktif karena komponen Cdk1-nya terfosforilasi pada tirosin 15. M-Cdk dalam ekstrak ini dapat diaktifkan dengan cepat dengan menambahkan asam okadaik, yang merupakan inhibitor kuat fosfatase protein serin / protein treonin. Menggunakan antibodi spesifik untuk Cdk1, Wee1 kinase, dan Cdc25 fosfatase, dimungkinkan untuk memeriksa keadaan fosforilasi mereka dengan perubahan mobilitas pada elektroforesis gel (Gambar Q.IB). Bentuk-bentuk protein yang difosforilasi umumnya bermigrasi lebih lambat daripada yang tidak terfosforilasi.

Gambar Q.1

(A) Kontrol aktivitas M-Cdk oleh Weel kinase dan Cdc25 Phosphatase;

(B) Efek asam okadaik pada keadaan fosforilasi Cdk, Wee1 kinase, dan Cdc25 phosphatase

A.  Wee1 kinase aktif jika difosforilasi.

SALAH,

Wee1 kinase : Menghambat aktivitas CDKs

1)   Wee1 kinase menghambat aktivitas Cdk dengan memfosforilasi dua situs pada bagian situs aktif Cdk.

2)   Cdc 25 Fosfatase meningkatkan aktivitas Cdk dengan mendefosforilasi Fosfat.

+ Asam Okadaik : Migrasi Protein Lambat = Terfosforilasi

-  Asam Okadaik  : Migrasi Protein Cepat    = Non-fosforilasi

BERARTI,

Wee1 Kinasi AKTIF ketika tidak Terfosforilasi

B.   Protein kinase dan fosfatase yang mengontrol fosforilasi Wee1 kinase dan Cdc25 fosfatase spesifik untuk rantai samping tirosin.

SALAH,

Protein kinase dan fosfatase yang mengendalikan fosforilasi Wee1 kinase dan Cdc25 fosfatase harus spesifik untuk rantai samping serin / treonin karena dipengaruhi oleh asam okadaik, yang hanya menghambat fosfatase serin / treonin.

C.  Asam Okadaik secara langsung mempengaruhi aktivasi Cdk1.

SALAH,

+ Asam Okadaik = TIDAK MEMPENGARUHI Aktivasi CDK1 secara langsung.

                                       

Memforforilasi pada rantai samping Serin / Theronin.

                                  

CDK1 difosforilasi pada rantai samping Tirosinnya.

                                            

Hanya mengontrol aktivitas Wee1 Kinase dan Cdc25 Fosfatase

D.  Jika M-Cdk mampu memfosforilasi Wee1 kinase dan Cdc25 phosphatase, sejumlah kecil M-Cdk aktif akan mengarah pada aktivasi yang cepat dan lengkap.

BENAR,

M-Cdk yang aktif dapat melakukan feedback positif dengan mengaktifkan Cdc25 dan menghambat aktivtas Wee1

Gambar 02. Regulasi Aktivasi M-Cdk

a)   Cdk1 berasosiasi dengan M-Cyclin secara bertahap

b)  Kompleks M-Cdk yang terbentuk terfosforilasi oleh aktivitas CAK dan Wee1

c)   Kompleks m-Cdk yang dihasilkan tidak aktif kemudian diaktifkan pada akhir G2 oleh Cdc25 fosfatase.

d)  Cdc25 lebih lanjut distimulasi oleh M-Cdk aktif, menghasilkan umpan balik positif.

e)   Umpan balik ini ditingkatkan oleh kemampuan M-Cdk untuk menghambat Wee1