細(xì)胞周期調(diào)控

第二節(jié)、細(xì)胞周期的調(diào)控

細(xì)胞周期中的檢驗(yàn)點(diǎn)

MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的調(diào)控

（一）細(xì)胞周期中的檢驗(yàn)點(diǎn)

G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)：Start點(diǎn)或R點(diǎn)，控制細(xì)胞由靜止?fàn)顟B(tài)的G1進(jìn)入DNA合成期，檢查DNA是否損傷？細(xì)胞外環(huán)境是否適宜？細(xì)胞體積是否足夠大？

S期檢驗(yàn)點(diǎn)：DNA復(fù)制是否完成？

G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)：決定細(xì)胞一分為二的控制點(diǎn),檢查DNA是否損傷？細(xì)胞體積是否足夠大？

中-后期檢驗(yàn)點(diǎn)（紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)）二、p34cdc2/Cyclin

B的發(fā)現(xiàn)1、MPF,themitosis-promotingfactor細(xì)胞融合技術(shù)HeLa細(xì)胞結(jié)論2、MPF,thematuration-promotingfactor顯微注射技術(shù)非洲爪蟾Ⅳ卵細(xì)胞結(jié)論蛋白質(zhì)合成阻斷劑MPFp32+p453、The

cdcmutantsoffissionyeastp34cdc2,絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化激酶P34cdc2本身不具激酶活性，只有與相關(guān)蛋白結(jié)合后激酶活性才得以表現(xiàn)。P34cdc2即為P34。cdc基因(cell-division-cyclegene)Cdc25&Wee1mutant4、MPFactivity海膽卵細(xì)胞ThediscoveryofcyclinandthetheactivitylevelsofMPFduringtheearlyembryoniccellcycle5、周期蛋白(cyclin)HuntT.(1980s):

海膽卵裂過程中兩種蛋白質(zhì)的含量隨細(xì)胞周期波動(dòng),命名為周期蛋白(cyclinA和B)。Lohka(1988):

純化非洲爪蟾的MPF.經(jīng)鑒定MPF是一種Ser/Thr激酶,由32kD和45kD兩種蛋白組成,MPF=CDC2+cyclin

B周期蛋白的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和消長(zhǎng)規(guī)律MPF的結(jié)構(gòu)組成調(diào)節(jié)亞單位催化亞單位不同類型的周期蛋白激酶復(fù)合體脊椎動(dòng)物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)LelandHartwell、PaulNurse和TimothyHunt因?qū)?xì)胞周期調(diào)控機(jī)理的研究而獲得2001年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng).LelandHartwellTimothyHuntPaulNurse(1939)

(1943)(1949)三、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控

Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性Cyclin-Cdk是調(diào)控細(xì)胞周期的引擎：不同的周期蛋白與不同的CDK結(jié)合，構(gòu)成不同的Cyclin-Cdk；不同的Cyclin-Cdk在不同的時(shí)相表現(xiàn)活性，影響不同的下游事件。G2/M轉(zhuǎn)化(MPF的作用)G1/S轉(zhuǎn)化M期周期蛋白與中期向后期的轉(zhuǎn)化AnaphasePromotingComplex(APC),不同類型的周期蛋白激酶復(fù)合體脊椎動(dòng)物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)（一）、細(xì)胞周期G2/M轉(zhuǎn)化

1、CDK激酶：CDK12、周期蛋白：B

、A3、作用機(jī)制：周期蛋白B在G1晚期合成，在G2期到達(dá)最大值。周期蛋白B含量達(dá)一定值時(shí)CDK1激酶活性出現(xiàn)。CDK1活性在G2期晚期達(dá)到最大值并一直維系到M期中期。CDK1使底物蛋白磷酸化，如將組蛋白H1磷酸化導(dǎo)致染色體凝縮，核纖層蛋白磷酸化使核膜解體。4、CDK1激酶調(diào)控1）CDK1與cyclinB結(jié)合2）CDK1/cyclinB被Wee1/mik1與CAK（CDKactivatingkinase

）將Thr14、Tyr15及Thr161磷酸化3）在M期，Wee1的活性下降，CDC25c使CDKThr14、Tyr15去磷酸化，去除了CDK活化的障礙。CDKactivatingCDK1激酶活性的調(diào)控（二）、M中期/后期轉(zhuǎn)化1、機(jī)制：M期:周期蛋白B、A迅速降解，CDK1活性喪失，被CDK1激酶磷酸化的蛋白去磷酸化2、作用物質(zhì)：后期促進(jìn)因子APCAPC為蛋白復(fù)合體(15)，具有泛素化活性，可以調(diào)節(jié)M期周期蛋白B、A泛素化降解。3、APC活性調(diào)節(jié)

APC在細(xì)胞間期表達(dá)，但沒有活性，只有在M期CDK1激酶磷酸化作用后才被激活表現(xiàn)出泛素化降解活性。APC的活化：Cdc20是APC的活化因子。Cdc20和Mad2蛋白位于動(dòng)粒上，在染色體結(jié)合有絲分裂紡錘體前將不能從動(dòng)粒上釋放，由于Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制APC的活性。所以只有所有染色體都與紡錘體結(jié)合后，APC才有活性，才啟動(dòng)細(xì)胞向后期轉(zhuǎn)換。APC主要介導(dǎo)兩類蛋白降解:AnaphaseInhibitors（后期抑制因子）和MitoticCyclin。前者維持姐妹染色單體粘連,抑制后期啟動(dòng)；后者的降解意味著有絲分裂即將結(jié)束，即染色體開始去凝集，核膜重建。APC介導(dǎo)選擇性降解的靶蛋白與Ubiquitin結(jié)合Thetriggeringofsister-chromatidseparationbytheAPC前期晚后期末期周期蛋白B的降解

分裂期周期蛋白N端有一段序列與其降解有關(guān)，稱降解盒(destructionbox)。泛素由76個(gè)氨基酸組成，高度保守。共價(jià)結(jié)合泛素的蛋白質(zhì)能被蛋白酶體識(shí)別和降解，這是細(xì)胞內(nèi)短壽命蛋白和一些異常蛋白降解的普遍途徑。

26S蛋白酶體是一個(gè)大型的蛋白酶，可將泛素化的蛋白質(zhì)分解成短肽。周期蛋白的降解：DestructionBoxinCyclins（三）、細(xì)胞周期G1/S轉(zhuǎn)換1、CDK激酶：CDK4、CDK6、CDK22、周期蛋白：D、E、AG1/S期轉(zhuǎn)化與G1期周期蛋白依賴性CDK激酶

cyclinD－CDK4\6復(fù)合物：Rb蛋白

cyclinE－CDK2復(fù)合物：p107＋E2F

cyclinA－CDK2復(fù)合物：DNA復(fù)制因子RF-A3、作用機(jī)制：cyclinD+CDK4/CDK6使下游的蛋白質(zhì)如Rb磷酸化，Rb釋放出轉(zhuǎn)錄因子