细胞周期及其调控机制

1、 细胞周期进程的实现有赖于各级调控细胞周期进程的实现有赖于各级调控因子对细胞周期精确而严密的调控，这些因子对细胞周期精确而严密的调控，这些调控因子的核心是调控因子的核心是u细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cyclin Dependent Kinase ，CDK)uCDK的正性调控因子的正性调控因子细胞周期蛋白细胞周期蛋白(Cyclin)uCDK的负性调控因子的负性调控因子细胞周期蛋白依赖细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶抑制剂性蛋白激酶抑制剂(CKI)CDKs 与细胞周期调控与细胞周期调控MPF (M-phase promoting factor ，M 期促发因子期促发因子)：是

2、：是M期细胞中的一些可诱期细胞中的一些可诱导间期细胞提前进入分裂期的因子，它遍导间期细胞提前进入分裂期的因子，它遍存于所有真核生物的存于所有真核生物的M 期细胞中。期细胞中。 MPF的组成部分是：的组成部分是：u催化亚基催化亚基CDK：量保持恒定，受：量保持恒定，受Cyclin调调节节u调节亚基调节亚基Cyclin：在细胞周期的不同时相：在细胞周期的不同时相中周期性地积累与分解中周期性地积累与分解 MPF =CDK2-cyclin A复合物复合物左为催化亚基左为催化亚基CDK2 ， 右为调节亚基右为调节亚基cyclin A，cyclin A的保守区插入到的保守区插入到CDK2 的催化部位的催化

3、部位, 并以氢键结合并以氢键结合MPF活性、活性、Cdc13、Cdc2 的表达水平的表达水平CDK1的激活需要的激活需要Thr14和和Tyr15去磷酸化和去磷酸化和Tyr161的磷酸化的磷酸化 三、三、CDK的正性调控因子的正性调控因子Cyclin 各亚型各亚型cyclin D1-3，在不同细胞中的表达量不同，但具有，在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效。相同的功效。 细胞在生长因子的刺激下，细胞在生长因子的刺激下，G1期期cyclin D表达，并与表达，并与CDK4、CDK6结合，使下游的蛋白质如结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化的磷酸化，磷酸化的Rb释放出转录因释放出转录因子子

4、E2F，促进许多基因的转录，如编码，促进许多基因的转录，如编码cyclinE、A和和CDK1的基因。的基因。Cyclin的周期性变化的周期性变化 四、四、CDK的负性调控因子的负性调控因子CKIuCKI ：通过与：通过与Cyclin 对对CDK的竞争性结合，拮的竞争性结合，拮抗抗Cyclin 的作用，从而调节细胞周期的进程。的作用，从而调节细胞周期的进程。CKI单独与单独与CDK结合或与结合或与CDK-cyclin复合物结合以调节复合物结合以调节CDK活性活性五、细胞周期的关卡调控五、细胞周期的关卡调控四个主要的检验点四个主要的检验点 ATM蛋白参与蛋白参与G1/S、S期、期、G2/M 的关卡

5、调控的关卡调控 P21cip1除能除能抑制抑制CDK的激酶的激酶活性，使细胞活性，使细胞G1 期阻滞不进入期阻滞不进入S期，还能与期，还能与DNA聚合酶聚合酶的辅助的辅助因子因子PCNA（proliferating cell nuclear antigen）结合，）结合，直接抑制直接抑制DNA的的合成合成 。p53 基因活化引起靶基因基因活化引起靶基因p21 转录，使细胞阻滞在转录，使细胞阻滞在G1 期；期；p53 蛋蛋白水平增加白水平增加,细胞停滞在细胞停滞在G2 M期期泛素（泛素（Ub)能通过共价键与能通过共价键与cyclinB 形成耦合物而被蛋白酶水解形成耦合物而被蛋白酶水解,使使细胞由

6、中期进入后期细胞由中期进入后期 Rb 基因基因是人类研究的第一个抑癌基因，去磷酸化是人类研究的第一个抑癌基因，去磷酸化Rb 与促进细与促进细胞分裂的某些转录因子胞分裂的某些转录因子( E2F，CAB-1 蛋白等蛋白等) 结合，转录因子活结合，转录因子活性被抑制，细胞周期停滞于性被抑制，细胞周期停滞于G1 期；期；cyclinD/CDK 4等激酶复合等激酶复合体使体使Rb 磷酸化失活磷酸化失活,失活的失活的Rb 释放释放E2F 等转录因子，促使细胞进等转录因子，促使细胞进入入S 期。期。 p16 特异性结合特异性结合CDK4从而抑制从而抑制cyclinD-CDK4 的活性，的活性，P16 蛋白可阻止蛋白可阻止Rb 的磷酸化，从而调节细胞周期，阻滞的磷酸化，从而调节细胞周期，阻滞G1 S 期的转变。期的转变。 p27 可与可与cyclinE-CDK2、cyclinA-CDK2、cyclinD-CDK4 复合物结合复合物