細胞增殖及調(diào)控(細胞五)

第十章.細胞增殖及其調(diào)控

1.細胞周期2.細胞分裂3.細胞周期調(diào)控

目前一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

細胞增殖(cellproliferation)是生命的基本特征，種族的繁衍、個體的發(fā)育、機體的修復(fù)等都離不開細胞增殖。單細胞生物細胞增殖導(dǎo)致生物個體數(shù)量的增加,維持物種的存在。多細胞生物由一個單細胞(受精卵)分裂發(fā)育而來，細胞增殖是多細胞生物繁殖基礎(chǔ)(1→1012→1014)

成人體內(nèi)每秒鐘仍有數(shù)百萬細胞更新，以補償血細胞、小腸粘膜細胞和上皮細胞的衰老和死亡。另外,機體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等都要依賴細胞增殖。

目前二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

細胞增殖是通過細胞周期(cellcycle)來實現(xiàn)的，細胞沿著G1→S→G2→M→G1周期性的運轉(zhuǎn)，在間期細胞體積增大(生長)，在M期細胞先是核分裂，接著胞質(zhì)分裂，完成一個細胞周期。而細胞周期的有序運行是通過相關(guān)基因的嚴格監(jiān)視和調(diào)控來保證的。

細胞無限制增長對個體來說意味著癌癥，個體無限制繁殖對地球來說意味著災(zāi)難?？梢?，嚴格的細胞增殖調(diào)控是整個生命活動的最基本保證。

目前三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

第一節(jié).細胞周期概述細胞周期:細胞周期是指細胞從一次分裂結(jié)束開始，經(jīng)過物質(zhì)積累到下一次細胞分裂結(jié)束為止，所經(jīng)歷的一個有序過程。其間細胞遺傳物質(zhì)和其它內(nèi)含物分配給子細胞。目前五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前六頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點細胞分裂與細胞周期目前七頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點二.細胞周期中各個不同時相及其主要事件:G1期(gap1)

:指從有絲分裂完成到DNA復(fù)制之前的間隙時間，染色質(zhì)去凝集，合成某些RNA及蛋白質(zhì)，為DNA復(fù)制作準備。G1期存在限制點(Restrictionpoint,R點)，也稱檢驗點(Checkpoint)被認為是G1期晚期的一個基本事件。細胞只有在內(nèi)因和外因共同作用下才能完成這一基本事件,順利通過G1期,進入S期并合成DNA。影響R點的外因主要包括營養(yǎng)供給和相關(guān)的激素刺激；內(nèi)因主要是一些與細胞分裂周期基因(celldivisioncyclegene，cdc基因，其產(chǎn)物是一些蛋白激酶、磷酸酶等)調(diào)控過程相關(guān)的因素及DNA損傷。檢查點不僅存在于G1期，也存在于S期、G2期及紡錘體裝配檢查點等。目前八頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點2.S期(synthesisphase)

:指DNA復(fù)制的時期.進行DNA和組蛋白合成，共同組成核小體串珠結(jié)構(gòu)。同時，細胞核結(jié)構(gòu)(核骨架、核纖層、核膜等)開始調(diào)整。S期檢驗點檢查DNA復(fù)制是否完成。TheDNAreplicationcheckpoint:EntryintomitosisisblockedbyincompleteDNAreplication

TheexperimentsofDNAreplicationcheckpointinthemammaliancellsincultureweretreatedwithcaffeineandhydroxyurea.目前九頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點3.G2期(gap2)

:指DNA復(fù)制完成(雙倍體→四倍體)到有絲分裂開始之前的一段時間.合成某些RNA及蛋白質(zhì)，其它結(jié)構(gòu)物質(zhì)和亞細胞結(jié)構(gòu)也為細胞分裂進行了必要的準備。

G2/M期檢查點：DNA是否完全復(fù)制，DNA是否有損傷；細胞大小是否合適；環(huán)境因素是否有利于細胞分裂。細胞能否順利進入M期，受G2期檢查點的控制。4.M期(mitosis)

:又稱D期(division),指細胞分裂開始到結(jié)束.細胞漿移動，染色體分離。真核細胞的細胞分裂包括有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。中-后期檢驗點：紡錘體組裝檢驗點。目前十頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點細胞周期檢查點目前十一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點Someeukaryoticcellcycletimes細胞周期的時間長短與物種的細胞類型有關(guān)，如：早期胚胎細胞無G1

和G2，細胞周期最短；小鼠十二指腸上皮細胞的周期為10小時；人類胃上皮細胞24小時；骨髓細胞18小時；培養(yǎng)的人成纖維細胞18小時；HeLa細胞21小時。不同細胞的細胞周期時間差異很大S+G2+M的時間變化較小，細胞周期時間長短主要差別在G1期。目前十二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點三.細胞分類:

根據(jù)增殖狀況的不同，高等動物的細胞可分三類:1.連續(xù)分裂細胞(周期中細胞cyclingcells):在細胞周期中連續(xù)分裂的細胞,如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓細胞及干細胞。2.G0期細胞(靜止期細胞quiescentcells):

暫不分裂的細胞,但在適當?shù)拇碳は驴芍匦逻M入細胞周期,也稱休眠細胞,如淋巴細胞、肝、腎細胞等。3.終末分化細胞(TerminallyDifferentiatedcells):

指不可逆地脫離細胞周期，高度特化，不再分裂的細胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細胞等。目前十三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點四.細胞周期同步化:

細胞同步化(synchronization)是指在自然過程中發(fā)生或經(jīng)人為處理造成的細胞周期同步化，前者稱自然同步化，后者稱為人工同步化。1.自然同步化:①多核體:如粘菌只進行核分裂,而不發(fā)生胞質(zhì)分裂,形成多核體。數(shù)量眾多的核處于同一細胞質(zhì)中,進行同步化分裂,細胞核可多達達108個,體積達5-6cm3。瘧原蟲也具有類似的情況。②某些水生動物的受精卵:如海膽卵可以同時授精,最初的3次細胞分裂是同步的,再如大量海參卵受精后,前9次細胞分裂都是同步化進行的。③增殖抑制解除后的同步分裂:如真菌的休眠孢子移入適宜環(huán)境后,它們一起發(fā)芽,同步分裂。目前十四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點2.人工同步化⑴.人工選擇同步化:人為將處于不同時期的細胞分離出來①有絲分裂選擇法：用于單層貼壁生長細胞。優(yōu)點:是細胞未經(jīng)任何藥物處理，細胞同步化效率高。缺點:是分離的細胞數(shù)量少。②密度梯度離心法：根據(jù)不同時期的細胞在體積和重量上存在差別進行分離（裂殖酵母）。優(yōu)點:是方法簡單省時，效率高，成本低。缺點:是對大多數(shù)種類的細胞并不適用。⑵.藥物誘導(dǎo)法:通過藥物誘導(dǎo),使細胞同步在細胞周期的某個時期目前十五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點分裂中期阻斷法:采用藥物(秋水仙素,秋水仙胺)通過抑制微管聚合來抑制細胞分裂器的形成，將細胞阻斷在細胞分裂中期。優(yōu)點:操作簡便，效率高，無非均衡生長現(xiàn)象缺點:藥物的毒性相對較大，可逆性較差3.條件依賴性突變株在細胞周期同步化中的應(yīng)用將與細胞周期調(diào)控有關(guān)的條件依賴性突變株轉(zhuǎn)移到限定條件下培養(yǎng)，所有細胞便被同步化在細胞周期中某一特定時期。目前十六頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

第二節(jié).細胞分裂真核細胞的分裂方式有：無絲分裂(amitosis)有絲分裂(mitosis)減數(shù)分裂(meiosis)一.無絲分裂(amitosis):無絲分裂是低等生物的主要增殖形式,又被稱為直接分裂(directdivision)。特點：1.無紡綞體,不形成染色體;2.分裂迅速,能量消耗少;3.易造成遺傳物質(zhì)分配不均等。目前十七頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點二.有絲分裂(mitosis):由核分裂(karyokinesis)和胞質(zhì)分裂(cytokinesis)組成，它是一個連續(xù)的分裂過程。1.有絲分裂器(mitoticapparatus):包括紡綞體、中心體紡綞體(spindle)由微管構(gòu)成,包括以下四種纖維:動粒絲、連續(xù)絲、中間絲和星體絲。目前十八頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點2.有絲分裂器功能：

有絲分裂器由中心體形成，是一個暫時性的細胞器，專門執(zhí)行有絲分裂功能，在ATP提供能量下產(chǎn)生推拉力量，以確保兩套遺傳物質(zhì)能均等地分配給兩個子細胞。3.有絲分裂分期：間期(interphase)前期(prophase)前中期(premetaphase)中期(metaphase)后期(anaphase)末期(telophase)其中間期包括G1期、S期和G2期，主要進行DNA復(fù)制、中心體復(fù)制、細胞體積增大等準備工作。目前十九頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點⑴.前期:①染色質(zhì)凝縮(condensation),在前期末,染色體主縊痕(primaryconstriction)部位形成一種蛋白復(fù)合物動粒(kinetochore);②細胞骨架解聚,分裂極確立,星體形成，兩個星體逐漸向細胞的兩極運動,有絲分裂紡錘體(mitoticspindle)開始裝配、形成;③核仁解體,核膜消失,

Golgi體,ER等細胞器解體,形成小的膜泡。目前二十頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

S期中心粒已完成復(fù)制，在前期移向兩極，兩對中心粒之間形成紡錘體微管，微管通過微管結(jié)合蛋白在正極末端相連，核膜解體時，中心粒已到達兩極，并形成紡錘體。

目前二十一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點紡錘體有三種微管結(jié)構(gòu)：①極體微管(polarmt)兩極間的微管,在紡錘體中部重疊,重疊部位結(jié)合有分子馬達。②著絲點微管(kinetochoremt),是從著絲點到另一極的微管；③星體微管(astralmt),由中心粒放射出來的微管。植物沒有中心粒和星體，其紡錘體稱無星紡錘體。目前二十二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前二十三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前二十四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點⑵.前中期:核膜解體至染色體排列到赤道面(equatorialplane)上目前二十五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點紡錘體微管與染色體的動粒結(jié)合，捕捉住染色體每個已復(fù)制的染色體的兩個動粒，朝相反方向，保證與兩極的微管結(jié)合；紡錘體微管捕捉住染色體后，形成三種類型的微管不斷運動的染色體開始移向赤道板，細胞周期也由前中期逐漸向中期運轉(zhuǎn)。核膜破裂成小的膜泡，這一過程是由核纖層蛋白中特異的Ser殘基磷酸化導(dǎo)致核纖層解體目前二十六頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點⑶.中期染色體排列到赤道面上。目前二十七頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前二十八頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點⑷.后期指妹妹染色體單體分開并移向兩極的時期。分為后期A、后期B兩個過程。排列在赤道面上的染色體的姐妹染色單體分離產(chǎn)生向極運動后期(anaphase)大致可以劃分為連續(xù)的兩個階段,即后期A和后期B后期A:動粒微管去裝配變短,染色體產(chǎn)生兩極運動后期B:極性微管長度增加,兩極之間的距離逐漸拉長,介導(dǎo)染色體向極運動目前二十九頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點分裂溝位置的確立收縮環(huán)形成收縮環(huán)收縮收縮環(huán)處細胞膜融合并形成兩個子細胞目前三十頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點AnaphaseA:Themovementofthechromosomestowardthepoles;KinetochoreMTdisaassenbleatbothendsduringanaphaseA.AnaphaseB:Thetwospindlepolesmovefartherapart.BothpushingandpullingforcescontributetoanaphaseBTheeventsofAnaphase:BothanaphaseAandanaphaseBcontributetothemovementofchromosometowardthespindlepoles目前三十一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點AnaphaseB:ThetwospindlepolesmovefartherapartMetaphaseLateanaphaseTheslidingofoverlapMTatanaphase目前三十二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點AmodelexplainsthechromosomemovementinanaphaseTwoalternativemodelsofhowthekinetochoremaygenerateapolewardforceonitschromosomeduringanaphaseA.目前三十三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前三十四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點⑸.末期從子染色體到達兩極,至形成兩個新細胞為止的時期。涉及子核的形成和胞質(zhì)分裂兩個方面。

動物細胞的胞質(zhì)分裂通過胞質(zhì)收縮環(huán)的收縮實現(xiàn)，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白組成。

用細胞松弛素處理這一時期的細胞，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？目前三十五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點染色單體到達兩極，即進入了末期(telophase),到達兩極的染色單體開始去濃縮核膜開始重新組裝Golgi體和ER重新形成并生長核仁也開始重新組裝，RNA合成功能逐漸恢復(fù),有絲分裂結(jié)束目前三十六頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點三.減數(shù)分裂(meiosis):減數(shù)分裂(meiosis)是有性生殖個體形成

生殖細胞過程中發(fā)生的一種特殊分裂方式。經(jīng)兩次細胞分裂，而DNA只復(fù)制一次，因此子細胞中染色體數(shù)目減半(2n→n)。目前三十七頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點減數(shù)分裂目前三十八頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前三十九頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點1.間期Ⅰ:稱前減數(shù)分裂間期或前減數(shù)分裂期(premeiosis)。間期也可分為G1期、S期和G2期。G2期是有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時期。減數(shù)分裂的S期時間較長，部分DNA(約0.3%左右)是在合線期合成的。目前四十頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點2.減數(shù)分裂I:前期I:

減數(shù)分裂的特殊過程主要發(fā)生在前期I，通常分為5個時期:①細線期(leptotene);②合線期(zygotene);③粗線期(pachytene);④雙線期(diplotene);⑤終變期(diakinesis)目前四十一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點細線期:染色質(zhì)呈細絲狀,(每條染色體已經(jīng)過復(fù)制)染色體呈細線狀，具有念珠狀的染色粒。持續(xù)時間最長，占減數(shù)分裂周期的40%。特點：染色質(zhì)凝集，但兩條染色單體不分離，在顯微鏡下看不到雙線樣染色體結(jié)構(gòu)，而是呈細的單線狀;染色體端粒通過接觸斑與核膜相連，而染色體的其它部分以袢狀伸延到核質(zhì)中?；ㄊ?bouquetstage)。目前四十二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點偶線期(合線期):同源染色體(homologouschromosome)配對(pairing)

——

聯(lián)會(synapsis)偶線期發(fā)生的另一個重要事件是合成在S期未合成的約0.3%的DNA(偶線期DNA,即zygDNA)

聯(lián)會:細線期中兩條同源染色體隨機排列,到了偶線期同源染色體與核膜相連的部分移位在一起,然后它們的側(cè)面沿中軸緊密相貼進行配對,形成四分體。聯(lián)會復(fù)合體:在聯(lián)會部位(緊密相貼處)形成一種特殊結(jié)構(gòu),沿同源染色體縱軸分布,該結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)構(gòu)成,可分為側(cè)生組分和中央組分,是一暫時性的結(jié)構(gòu)。目前四十三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前四十四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點目前四十五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點粗線期:染色體明顯變粗變短;同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生DNA的片斷互換(crossing-over),在光鏡下可看到交叉(chiasma)現(xiàn)象,可產(chǎn)生新

的等位基因組合。

同源染色體仍緊密結(jié)合,并發(fā)生等位基因之間部分DNA片段的交換和重組，產(chǎn)生新的等位基因組合，出現(xiàn)重組節(jié)，與DNA的重組有關(guān)。粗線期也合成一小部分DNA,稱為P-DNA,編碼與DNA點切和修復(fù)有關(guān)的酶類。粗線期的另一個重要的生化活動是，合成減數(shù)分裂期專有的組蛋白，并將體細胞類型的組蛋白部分或全部地替換下來。目前四十六頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點雙線期:同源染色體開始逐漸分開,但仍有幾處相連,聯(lián)會復(fù)合體消失。

聯(lián)會的同源染色體相互排斥、開始分離，但在交叉點(crossover,chiasma)上還保持著聯(lián)系。在魚類、兩棲類、爬行類、鳥類以及無脊椎動物的昆蟲中，雙線期的二價體去凝集而形成燈刷染色體，這一時期是卵黃積累的時期。目前四十七頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點終變期:染色體進一步濃縮，交叉端化。

二價體顯著變短，并向核周邊移動，在核內(nèi)均勻散開。所以是觀察染色體的良好時期。交叉向染色體的端部移行,故交叉數(shù)目減少，通常只有一至二個交叉。終變期二價體的形狀表現(xiàn)出多樣性,如V形、O形等。核仁此時開始消失，核被膜解體，但有的植物，如玉米，在終變期核仁仍然很顯著。目前四十八頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點中期Ⅰ

二價體排列在赤道面上,染色體的形態(tài)因著絲粒位置不同而異目前四十九頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點后期Ⅰ

同源染色體在紡綞絲牽引下向兩極移動,非同源染色體自由組合末期Ⅰ

兩極各得到n條染色體,數(shù)目由2n→n

染色體到達兩極,逐漸去凝集,在染色體周圍,核膜重新裝配,細胞質(zhì)已開始分裂,完全形成兩個間期子細胞(具有間期細胞的基本結(jié)構(gòu)特征,但不進行DNA復(fù)制,也沒有G1,S和G2期之分).

細胞進入末期后,不完全恢復(fù)到間期階段,而是立即準備進行第二次減數(shù)分裂.目前五十頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點3.間期Ⅱ:

染色體不進行復(fù)制4.減數(shù)分裂II:

可分為前、中、后、末四個四期，與有絲分裂相似。一個精母細胞形成4個精子；一個卵母細胞形成一個卵子及2-3個極體。Minimumnumberofgametetypes=2n,Inhumans,n=23目前五十一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點5.減數(shù)分裂的生物學(xué)意義:使有性生殖生物體的染色體數(shù)目世代保持恒定。同源染色體配對、交換重組、非同源染色體自由組合形成了眾多的由不同染色體組成的配子（223），增加了變異性，擴大了后代的變異范圍，增強了個體對環(huán)境的適應(yīng)性。為遺傳三大定律的細胞學(xué)基礎(chǔ)。目前五十二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點6.精子的發(fā)生:精巢的曲細精管上皮的精原細胞

初級精母細胞Ⅰ兩個次級精母細胞Ⅱ四個精細胞變形四個精子分化目前五十三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點7.卵子的發(fā)生:卵巢生發(fā)上皮的卵原細胞初級卵母細胞次級卵母細胞+第一極體卵細胞+3個第二極體ⅠⅡ分化目前五十四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

第三節(jié).細胞周期的調(diào)控一.MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用:

Rao和Johnson(1970、1972、1974)將HeLa細胞同步于不同階段,然后與M期細胞混合,在滅活仙臺病毒介導(dǎo)下,誘導(dǎo)細胞融合,發(fā)現(xiàn)與M期細胞融合的間期細胞產(chǎn)生了形態(tài)各異的早熟凝集染色體(prematurelycondensedchromosome,PCC),這種現(xiàn)象叫早熟染色體凝集(prematurechromosomecondensation)。M期細胞與G1期細胞融合M期細胞與S期細胞融合M期細胞與G2期細胞融合目前五十五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

早熟凝集染色體的形成,提示M期細胞存在誘導(dǎo)染色體凝集(PCC)的物質(zhì),即成熟促進因子(maturationpromotingfactor,MPF)。G1期PCC為單線狀，因DNA未復(fù)制。S期PCC為粉末狀，因DNA由多個部位開始復(fù)制。G2期PCC為雙線染色體，說明DNA復(fù)制已完成。目前五十六頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點非洲爪蟾卵細胞成熟過程、受精和第一次卵裂示意圖1971年，Masui和Markert明確提出了MPF這一概念，非洲爪蟾卵母細胞成熟過程可以人為地劃分為六個時期，第I至IV期為各級生長卵母細胞，第IV期卵母細胞在孕酮作用下向第V，VI期轉(zhuǎn)化，進而進行第I第II次成熟分裂。成熟卵母細胞受精后，很快便開始第一次卵裂。GV：Germinalvesicle，生發(fā)泡；GVBD：GVbrokendown,生發(fā)泡破裂。目前五十七頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點成熟卵細胞質(zhì)移植發(fā)現(xiàn)MPF的存在注射實驗表明：孕酮誘導(dǎo)卵母細胞成熟；成熟卵細胞質(zhì)中，含有卵母細胞成熟的因子，稱做MPF。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，在有蛋白質(zhì)合成抑制劑存在的情況下，孕酮不能誘導(dǎo)卵母細胞的成熟，而成熟卵細胞的細胞質(zhì)則不需要蛋白質(zhì)合成。

1988年，Maller實驗室的Lohka等人發(fā)現(xiàn)：MPF=p32+p45，具有蛋白激酶活性，可以使多種蛋白質(zhì)底物磷酸化，從而證明，MPF是一種蛋白激酶。目前五十八頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點二.P34cdc2激酶的發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關(guān)系:

芽殖酵母細胞周期

1960sLelandHartwell以芽殖酵母為實驗材料，利用阻斷在不同細胞周期階段的溫度敏感突變株(在適宜的溫度下和野生型一樣),分離出了幾十個與細胞分裂有關(guān)的基因(celldivisioncyclegene,cdc)。如芽殖酵母的cdc28基因，在G2/M轉(zhuǎn)換點發(fā)揮重要的功能。

裂殖酵母細胞周期

1970sPaulNurse等人以裂殖酵母為實驗材料,同樣發(fā)現(xiàn)了許多細胞周期調(diào)控基因,如:裂殖酵母cdc2的突變型在限制的溫度下無法分裂;導(dǎo)致細胞停留在G2/M交界處。進一步的研究發(fā)現(xiàn)cdc2和cdc28都編碼一個34KD的蛋白激酶，二者為同源物其本身并不具備激酶活性，只有當其與有關(guān)蛋白（p56cdc13）結(jié)合后，才能表現(xiàn)出激酶活性，促進細胞周期的進行。目前五十九頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

1983年TimothyHunt首次發(fā)現(xiàn)海膽卵受精后,在其卵裂過程中兩種蛋白質(zhì)的含量隨細胞周期劇烈振蕩,在每一輪間期開始合成,G2/M時達到高峰,M結(jié)束后突然消失,下輪間期又重新合成,故命名為周期蛋白(cyclin)。后來在青蛙、爪蟾、海膽、果蠅和酵母中均發(fā)現(xiàn)類似的情況,各類動物來源的細胞周期蛋白mRNA均能誘導(dǎo)蛙卵的成熟。

1988年M.J.Lohka

純化了爪蟾的MPF,經(jīng)鑒定由32KD和45KD兩種蛋白組成,是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶,二者結(jié)合可使多種蛋白質(zhì)磷酸化。后來,PaulNurse(1990)進一步的實驗證明p32實際上是CDC2的同源物,而P45是cyclinB的同源物,序列分析表明cyclinB與p56為同源物,從而將細胞周期三個領(lǐng)域的研究聯(lián)系在一起。最終發(fā)現(xiàn),

MPF=Cdc2蛋白(催化亞單位)+clyclinB(調(diào)節(jié)亞單位)MPFp34/p56CyclinBp32？p34p45？p56？CyclinB目前六十頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點2001年10月8日美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因?qū)毎芷谡{(diào)控機理的研究而榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。目前六十一頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點

TheNobelAssemblyatKarolinskaInstitutehasawardedtheNobelPrizeinPhysiologyorMedicinejointlytoLelandHartwell,TimHuntandPaulNursefortheirdiscoveriesof"keyregulatorsofthecellcycle".Usinggeneticandbiochemicalmethods,theyidentifiedthemoleculesCDKandcyclinthatcontrolthecellcycleineukaryoticorganisms.Thesefundamentaldiscoverieshaveaprofoundimpactonmanyaspectsofbiologyandmedicine.CDKandcyclinarekeymoleculesthatcontrolandcoordinateDNA-synthesis,chromosomeseparationandcelldivision.CDKandcyclintogetherdrivethecellfromonecellcyclephasetothenext.TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001目前六十二頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點三.細胞周期蛋白cyclin特點:在細胞周期中呈周期性變化,不同的周期蛋白均含有一段100個氨基酸的保守序列,稱為周期蛋白框,介導(dǎo)周期蛋白與CDK結(jié)合。作用:激活CDK,組成不同的周期蛋白-CDK復(fù)合體,呈現(xiàn)不同的CDK激酶活性,引導(dǎo)CDK作用于不同底物。M期cyclin的N端含有9個氨基酸的RXXLGXIXN破壞框(destructionbox)序列,參與由泛素介導(dǎo)的cyclinA和cyclinB的降解,破壞框后為一段約含40個氨基酸的富含賴氨酸的區(qū)域。G1期cyclin不含破壞框,但C端含有與G1期cyclin更新有關(guān)的PEST序列.已知30余種,在脊椎動物中為A1-2、B1-3、C、D1-3、E1-2、F、G、H等。分為4類:G1型、G1/S型、S型、M型。目前六十三頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點DestructionBoxinCyclins目前六十四頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點細胞周期目前六十五頁\總數(shù)七十一頁\編于十九點部分哺乳動物和酵母細胞周期蛋白在細胞周期中的積累及其與CDK激酶活性的關(guān)系CyclinA，B