细胞周期调控

关于细胞周期调控

（一）细胞周期中的检验点第2页,共38页，2024年2月25日，星期天

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）第3页,共38页，2024年2月25日，星期天二、p34cdc2/CyclinB的发现第4页,共38页，2024年2月25日，星期天1、MPF,themitosis-promotingfactor细胞融合技术HeLa细胞结论第5页,共38页，2024年2月25日，星期天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+p45第6页,共38页，2024年2月25日，星期天3、Thecdcmutantsoffissionyeastp34cdc2,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)第7页,共38页，2024年2月25日，星期天Cdc25&Wee1mutant第8页,共38页，2024年2月25日，星期天4、MPFactivity海胆卵细胞第9页,共38页，2024年2月25日，星期天ThediscoveryofcyclinandthetheactivitylevelsofMPFduringtheearlyembryoniccellcycle第10页,共38页，2024年2月25日，星期天5、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+cyclinB周期蛋白的分子结构特点和消长规律第11页,共38页，2024年2月25日，星期天MPF的结构组成调节亚单位催化亚单位第12页,共38页，2024年2月25日，星期天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)第13页,共38页，2024年2月25日，星期天第14页,共38页，2024年2月25日，星期天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)第15页,共38页，2024年2月25日，星期天三、细胞周期运转调控第16页,共38页，2024年2月25日，星期天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),第17页,共38页，2024年2月25日，星期天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)第18页,共38页，2024年2月25日，星期天第19页,共38页，2024年2月25日，星期天

（一）、细胞周期G2/M转化

1、CDK激酶：CDK12、周期蛋白：B、A第20页,共38页，2024年2月25日，星期天3、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。第21页,共38页，2024年2月25日，星期天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。第22页,共38页，2024年2月25日，星期天CDKactivating第23页,共38页，2024年2月25日，星期天CDK1激酶活性的调控第24页,共38页，2024年2月25日，星期天（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。第25页,共38页，2024年2月25日，星期天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。第26页,共38页，2024年2月25日，星期天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结合第27页,共38页，2024年2月25日，星期天第28页,共38页，2024年2月25日，星期天Thetriggeringofsister-chromatidseparationbytheAPC第29页,共38页，2024年2月25日，星期天前期晚后期末期周期蛋白B的降解第30页,共38页，2024年2月25日，星期天

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：第31页,共38页，2024年2月25日，星期天DestructionBoxinCyclins第32页,共38页，2024年2月25日，星期天第33页,共38页，2024年2月25日，星期天（三）、细胞周期G1/S转换1、CDK激酶：CDK4、CDK6

、CDK22、周期蛋白：D、E、A第34页,共38页，2024年2月25日，星期天G1/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＋E2FcyclinA－CDK2复合物：DNA复制因子RF-A第35页,共38页，2024年2月25日，星期天3、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E2F，促进许多基因的转录，如编码cyclinE、A和CDK1的基