細胞周期調控

第二節、細胞周期的調控

細胞周期中的檢驗點

MPF的發現及其作用細胞周期運轉的調控

（一）細胞周期中的檢驗點

G1/S檢驗點：Start點或R點，控制細胞由靜止狀態的G1進入DNA合成期，檢查DNA是否損傷？細胞外環境是否適宜？細胞體積是否足夠大？

S期檢驗點：DNA復制是否完成？

G2/M檢驗點：決定細胞一分為二的控制點,檢查DNA是否損傷？細胞體積是否足夠大？

中-后期檢驗點（紡錘體組裝檢驗點）二、p34cdc2/Cyclin

B的發現1、MPF,themitosis-promotingfactor細胞融合技術HeLa細胞結論2、MPF,thematuration-promotingfactor顯微注射技術非洲爪蟾Ⅳ卵細胞結論蛋白質合成阻斷劑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，只有與相關蛋白結合后激酶活性才得以表現。P34cdc2即為P34。cdc基因(cell-division-cyclegene)Cdc25&Wee1mutant4、MPFactivity海膽卵細胞ThediscoveryofcyclinandthetheactivitylevelsofMPFduringtheearlyembryoniccellcycle5、周期蛋白(cyclin)HuntT.(1980s):

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

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

B周期蛋白的分子結構特點和消長規律MPF的結構組成調節亞單位催化亞單位不同類型的周期蛋白激酶復合體脊椎動物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)LelandHartwell、PaulNurse和TimothyHunt因對細胞周期調控機理的研究而獲得2001年諾貝爾生理學或醫學獎.LelandHartwellTimothyHuntPaulNurse(1939)

(1943)(1949)三、細胞周期運轉調控

Cyclin-Cdk復合物的多樣性Cyclin-Cdk是調控細胞周期的引擎：不同的周期蛋白與不同的CDK結合，構成不同的Cyclin-Cdk；不同的Cyclin-Cdk在不同的時相表現活性，影響不同的下游事件。G2/M轉化(MPF的作用)G1/S轉化M期周期蛋白與中期向后期的轉化AnaphasePromotingComplex(APC),不同類型的周期蛋白激酶復合體脊椎動物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)（一）、細胞周期G2/M轉化

1、CDK激酶：CDK12、周期蛋白：B

、A3、作用機制：周期蛋白B在G1晚期合成，在G2期到達最大值。周期蛋白B含量達一定值時CDK1激酶活性出現。CDK1活性在G2期晚期達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磷酸化導致染色體凝縮，核纖層蛋白磷酸化使核膜解體。4、CDK1激酶調控1）CDK1與cyclinB結合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激酶活性的調控（二）、M中期/后期轉化1、機制：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：后期促進因子APCAPC為蛋白復合體(15)，具有泛素化活性，可以調節M期周期蛋白B、A泛素化降解。3、APC活性調節

APC在細胞間期表達，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蛋白位于動粒上，在染色體結合有絲分裂紡錘體前將不能從動粒上釋放，由于Mad2與Cdc20結合而抑制APC的活性。所以只有所有染色體都與紡錘體結合后，APC才有活性，才啟動細胞向后期轉換。APC主要介導兩類蛋白降解: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；后者的降解意味著有絲分裂即將結束，即染色體開始去凝集，核膜重建。APC介導選擇性降解的靶蛋白與Ubiquitin結合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，稱降解盒(destructionbox)。泛素由76個氨基酸組成，高度保守。共價結合泛素的蛋白質能被蛋白酶體識別和降解，這是細胞內短壽命蛋白和一些異常蛋白降解的普遍途徑。

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

cyclinD－CDK4\6復合物：Rb蛋白

cyclinE－CDK2復合物：p107＋E2F

cyclinA－CDK2復合物：DNA復制因子RF-A3、作用機制：cyclinD+CDK4/CDK6使下游的蛋白質如Rb磷酸化，Rb釋放出轉錄因子