细胞周期调控

第二节、细胞周期的调控

细胞周期中的检验点

MPF的发现及其作用细胞周期运转的调控

（一）细胞周期中的检验点

G1/S检验点：Start点或R点，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，检查DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？

S期检验点：DNA复制是否完成？

G2/M检验点：决定细胞一分为二的控制点,检查DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？

中-后期检验点（纺锤体组装检验点）二、p34cdc2/Cyclin

B的发现1、MPF,themitosis-promotingfactor细胞融合技术HeLa细胞结论2、MPF,thematuration-promotingfactor显微注射技术非洲爪蟾Ⅳ卵细胞结论蛋白质合成阻断剂MPFp32+p453、The

cdcmutantsoffissionyeastp34cdc2,丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化激酶P34cdc2本身不具激酶活性，只有与相关蛋白结合后激酶活性才得以表现。P34cdc2即为P34。cdc基因(cell-division-cyclegene)Cdc25&Wee1mutant4、MPFactivity海胆卵细胞ThediscoveryofcyclinandthetheactivitylevelsofMPFduringtheearlyembryoniccellcycle5、周期蛋白(cyclin)HuntT.(1980s):

海胆卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期波动,命名为周期蛋白(cyclinA和B)。Lohka(1988):

纯化非洲爪蟾的MPF.经鉴定MPF是一种Ser/Thr激酶,由32kD和45kD两种蛋白组成,MPF=CDC2+cyclin

B周期蛋白的分子结构特点和消长规律MPF的结构组成调节亚单位催化亚单位不同类型的周期蛋白激酶复合体脊椎动物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)LelandHartwell、PaulNurse和TimothyHunt因对细胞周期调控机理的研究而获得2001年诺贝尔生理学或医学奖.LelandHartwellTimothyHuntPaulNurse(1939)

(1943)(1949)三、细胞周期运转调控

Cyclin-Cdk复合物的多样性Cyclin-Cdk是调控细胞周期的引擎：不同的周期蛋白与不同的CDK结合，构成不同的Cyclin-Cdk；不同的Cyclin-Cdk在不同的时相表现活性，影响不同的下游事件。G2/M转化(MPF的作用)G1/S转化M期周期蛋白与中期向后期的转化AnaphasePromotingComplex(APC),不同类型的周期蛋白激酶复合体脊椎动物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)（一）、细胞周期G2/M转化

1、CDK激酶：CDK12、周期蛋白：B

、A3、作用机制：周期蛋白B在G1晚期合成，在G2期到达最大值。周期蛋白B含量达一定值时CDK1激酶活性出现。CDK1活性在G2期晚期达到最大值并一直维系到M期中期。CDK1使底物蛋白磷酸化，如将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体。4、CDK1激酶调控1）CDK1与cyclinB结合2）CDK1/cyclinB被Wee1/mik1与CAK（CDKactivatingkinase

）将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活化的障碍。CDKactivatingCDK1激酶活性的调控（二）、M中期/后期转化1、机制：M期:周期蛋白B、A迅速降解，CDK1活性丧失，被CDK1激酶磷酸化的蛋白去磷酸化2、作用物质：后期促进因子APCAPC为蛋白复合体(15)，具有泛素化活性，可以调节M期周期蛋白B、A泛素化降解。3、APC活性调节

APC在细胞间期表达，但没有活性，只有在M期CDK1激酶磷酸化作用后才被激活表现出泛素化降解活性。APC的活化：Cdc20是APC的活化因子。Cdc20和Mad2蛋白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体前将不能从动粒上释放，由于Mad2与Cdc20结合而抑制APC的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，APC才有活性，才启动细胞向后期转换。APC主要介导两类蛋白降解:AnaphaseInhibitors（后期抑制因子）和MitoticCyclin。前者维持姐妹染色单体粘连,抑制后期启动；后者的降解意味着有丝分裂即将结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。APC介导选择性降解的靶蛋白与Ubiquitin结合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端有一段序列与其降解有关，称降解盒(destructionbox)。泛素由76个氨基酸组成，高度保守。共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径。

26S蛋白酶体是一个大型的蛋白酶，可将泛素化的蛋白质分解成短肽。周期蛋白的降解：DestructionBoxinCyclins（三）、细胞周期G1/S转换1、CDK激酶：CDK4、CDK6、CDK22、周期蛋白：D、E、AG1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶

cyclinD－CDK4\6复合物：Rb蛋白

cyclinE－CDK2复合物：p107＋E2F

cyclinA－CDK2复合物：DNA复制因子RF-A3、作用机制：cyclinD+CDK4/CDK6使下游的蛋白质如Rb磷酸化，Rb释放出转录因子