细胞周期的调控.ppt
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细胞周期调控
• 与CDK8结合，组成CAK
• 激活CDK
Cyclin H 家族：
• 与CDK7结合，组成CAK • 激活CDK、磷酸化RNA-polⅡ的CTD， 调节基因转录
Cyclin的周期性表达
2.细胞周期蛋白依赖性激酶 (Cyclin-dependent
kinase，Cdk)
一类必须与Cyclin结合才具有激酶活性的蛋白激酶； 磷酸化细胞周期相关蛋白质（Ser/Thr) ； 在整个细胞周期中表达量较为恒定； 不同的cdk结合特定的cyclin。
中期 有丝分裂 期(M期) 后期 末期 G1期子细胞
细胞周期(cell cycle)
分裂间期(interphase):
G1＋S＋ G2
有丝分裂期(mitosis)
M
细胞周期时间(Tc)： TG1+TS + TG2 + TM 大约12~32h
G2期
12
小时
0 M期
G0 期
G1 期
4
S期 (DNA合成)
细胞生物学
细胞周期与周期调控
第一节 细胞周期(cell cycle)
一、定义：
连续分裂细胞从上一次分裂结束到下一次分裂完
成所经历的全过程。
细胞周期
分裂间期： G1、S、G2
分裂期：M
DNA合成前 期(Gap1,G1) 分裂间 DNA synthesis 期 (S期)
细胞增 殖周期
DNA合成后 期(Gap2,G2) 前期
1. G1期中cyclin-Cdk复合物的作用
生长因子
cyclinD合成
+
Cdk4,6
磷酸化转录因子
Rb磷酸化
磷酸化S期cyclin-Cdk抑制蛋白 （CKI） 泛素化降解
12-第十二章-细胞周期调控
之后人们在CHO细胞、酵母与粘菌中也获得相 应的MF，这类物质随后被统称为MPF。
The discovery of MPF
Maturation promoting factor，MPF (成 熟促进因子）, or M-phase promoting factor, MPF (M-期促进因子).
（三） CDC基因及周期蛋白Cyclin的发现
CDC基因的研究
1960s Leland Hartwell，1970s Paul Nurse 以 芽殖酵母和裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感 突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene, cdc)。
Paul M. Nurse
Leland Hartwell 研究细胞周期调控机制的模式生物： 上图，裂殖酵母；下图，芽殖酵母
G1/S期CDK激酶： cyclin E-CDK2；
S期CDK激酶： cyclinA-CDK2；
M期CDK激酶： cyclinB-CDK1、 cyclinA-CDK1。
1. Cyclin-CDK激酶的激活、活性抑制及降解
（1）激活
人类CDK2的三种状态： Cyclin + CDK = Cyclin-CDK（活化）
三、细胞周期调控机制 Regulation Mechanism
of Cell Cycle
Cyclin-CDK——调控 细胞周期的引擎：不 同的周期蛋 ；不 同的Cyclin- CDK在不 同的时相表现活性， 影响不同的下游事件。
G1期CDK激酶： cyclinD-CDK4、 cyclinD-CDK6 ；
进 一 步 的 研 究 发 现 MPF=p34cdc2 （ 或 p34cdc28）+cyclin B，序列分析表明cyclin B 与酵母的p56cdc13蛋白为同源物。
The discovery of MPF
Maturation promoting factor，MPF (成 熟促进因子）, or M-phase promoting factor, MPF (M-期促进因子).
（三） CDC基因及周期蛋白Cyclin的发现
CDC基因的研究
1960s Leland Hartwell，1970s Paul Nurse 以 芽殖酵母和裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感 突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene, cdc)。
Paul M. Nurse
Leland Hartwell 研究细胞周期调控机制的模式生物： 上图，裂殖酵母；下图，芽殖酵母
G1/S期CDK激酶： cyclin E-CDK2；
S期CDK激酶： cyclinA-CDK2；
M期CDK激酶： cyclinB-CDK1、 cyclinA-CDK1。
1. Cyclin-CDK激酶的激活、活性抑制及降解
（1）激活
人类CDK2的三种状态： Cyclin + CDK = Cyclin-CDK（活化）
三、细胞周期调控机制 Regulation Mechanism
of Cell Cycle
Cyclin-CDK——调控 细胞周期的引擎：不 同的周期蛋 ；不 同的Cyclin- CDK在不 同的时相表现活性， 影响不同的下游事件。
G1期CDK激酶： cyclinD-CDK4、 cyclinD-CDK6 ；
进 一 步 的 研 究 发 现 MPF=p34cdc2 （ 或 p34cdc28）+cyclin B，序列分析表明cyclin B 与酵母的p56cdc13蛋白为同源物。
第十章-2细胞周期调控
，
Mdm2与P53的结 合，使P53在蛋白 酶体中降解
激活的P53与P21(CKI)基因 的调控区结合，使P21转录 、翻译
P21与G1/S –CDK和 S-CDK结合，使其 失活。
激酶复 合体 G1-CDK G1/SCDK S-CDK M-CDK
脊椎动物 Cyclin Cyclin D* Cyclin E Cyclin A Cyclin B，A CDK CDK4 、6 CDK2
芽殖酵母
Cyclin
CDK CDK1 (CDC28) CDK1 (CDC28) CDK1 (CDC28
CAK
激活位 点的磷 酸化
去磷酸化
MPF的作用(下游事件）
激活的CDK1可将靶蛋白磷酸化而产生相应的生 理效应 • 使H1磷酸化，引起染色体的凝缩 • 使核纤层蛋白磷酸化，造成核纤层解体、核膜 破裂 • 使某些微管结合蛋白磷酸化，引起微管在细胞 中的重新分布，形成有丝分裂纺锤体 • 这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。 • 因此，CDK和cyclin又被称作细胞周期引 擎。
• S期检验点： DNA复制是否完成？
• G2/M检验点（在G2期结束点） 是决定细胞一分为二的控制点， • 相关的事件包括： 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，在 中期末）： • 任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体 上，引起细胞周期中断。
细胞周期的调控
爪蟾的卵 母细胞
注射M期的细胞质
注射间期细 胞的细胞质
核消失
卵母 细胞 卵母细胞进 入 M期
纺锤体 出现
卵母细胞 没有进入 M期
细胞周期的调控
• MPF - 卵细胞促成因子(maturation-promoting factor) - M期促进因子(M phase-promoting factor) - 有丝分裂促进因子(mitosis-promoting factor) • MPF的生化实质是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶，由 细胞周期蛋白(cyclin)与周期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclindependent protein kinase, CDK)形成的复合物 • MPF = CDK1激酶 = p34cdc2 + cyclin B • P34cdc2是酵母细胞中cdc2基因编码的一种 相对分子质量为34 kD的蛋白，在细胞周 期中含量相对稳定，只有与cyclin B结合 才有可能表现出激酶活性 • cdc(cell division cycle)基因是与细胞分裂 和细胞周期调控有关的基因
细胞周期及其调控(共87张PPT)
③粗线期（pachytone stage）
a、染色体进一步螺旋化，变粗变短。
b、非姐妹染色单体之间发生DNA片段的交换和重组
④双线期（dipleotene stage）
a、染色体进一步螺旋化而缩短
b、同源染色体之间的联会复合体解体， 同源染色体开始分离
交叉——同源染色体的非姐妹染色单体相互排斥趋向分
细胞周期最重要的事件有二个： • DNA在S期精确复制（染色体精确复制）； • 遗传物质平均分配到两个子细胞（在M期，
染色体平均分配到两个子细胞）。 • 但是，每个时相都有一些特定的重要事件
发生。
一、间期（interphase )
1. G1期
⑴细胞体积增大，有RNA、核糖体及多种蛋白质合成（ 结构蛋白、酶），特别是DNA聚合酶含量开始增加。
Microtubules and Motors in the spindle
（五）末期
• 从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为 止的时期。
• 涉及子核的形成和胞质分裂两个方面。
子核的形成
• 末期子核的形成，大体经历了与前期相反的过程，即染色 体解聚缩，核仁出现和核膜重新形成。核纤肽B去磷酸化， 介导核膜重新装配。
有n个二分体（人有23个二分体）
2.减数分裂Ⅱ
⑴间期Ⅱ：很短，不进行DNA复制，此时每条染色 体上由两条染色单体构成。
⑵前期Ⅱ
核膜核仁消失，每个细胞只有n个染色体（一个染色体由 两个染色单体成）。
⑶中期Ⅱ
各染色体排列在细胞中央的赤道板上， 形成纺锤体。
⑷后期Ⅱ
姐妹染色单体分开，并分别移向两极，形成两条染色体。
• 为了便于描述人为的划分为四个时期： 前期(prophase)； 中期(metaphase)； 后期(anaphase)；
细胞增殖及其调控(共84张PPT)
• 来自高尔基体的囊泡沿微管运到成膜体中间， 融合形成细胞板。囊泡内物质沉积为初生壁和 中胶层，不断运来的囊泡使细胞板扩展，形成 完整的细胞壁，将子细胞一分为二。
• 囊泡膜形成新的质膜，两侧质膜来源于共同的 囊泡，膜间有连通的管道，形成胞间连丝。
植物细胞成膜体的形成
三、 减数分裂（Meiosis）
• 细胞增殖是生命的基本特征：种族繁衍、个体发 育、机体修复等离不开细胞增殖。
• 胚胎发育从1个受精卵增至1012细胞，成年1014;
• 成人每秒有数百万新细胞产生，补偿血细胞、小 肠粘膜细胞和上皮细胞的衰老和死亡。
• 细胞增殖是通过细胞周期(cell cycle)实现，细 胞周期的运行受相关基因严格监视和调控。
逆地抑制DNA合成，不影响其它时期细胞，最 从形态来看，SC形成偶线期，成熟于粗线期，并存在数天，消失于双线期。
2、S期：DNA合成期，主要事件是DNA合成，还合成组蛋白、DNA复制所需的酶 ②分裂极确定,纺锤体开始形成; 同源染色体发生配对，配对的过程又称联会(synapsis)。
终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。常用的 现在认为它与同源染色体间的交换有关。
• 植物双线期一般较短，但动物双线期停留的时间 长，人的卵母细胞在5个月胎儿已达双线期，直 到排卵都停在双线期。
• 在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及昆虫中，双 线期的二价体解螺旋形成灯刷染色体。
• 1)细线期：
• 染色体已经复制，并开始凝缩，所以又称为凝 线期(synizesis)，但染色体呈细线状，光镜下 分辨不出两条染色单体。
• 在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的 一侧集中，另一端放射状伸出，形似花束，称 为花束期(bouquet stage)。
• 2)偶线期：
• 囊泡膜形成新的质膜，两侧质膜来源于共同的 囊泡，膜间有连通的管道，形成胞间连丝。
植物细胞成膜体的形成
三、 减数分裂（Meiosis）
• 细胞增殖是生命的基本特征：种族繁衍、个体发 育、机体修复等离不开细胞增殖。
• 胚胎发育从1个受精卵增至1012细胞，成年1014;
• 成人每秒有数百万新细胞产生，补偿血细胞、小 肠粘膜细胞和上皮细胞的衰老和死亡。
• 细胞增殖是通过细胞周期(cell cycle)实现，细 胞周期的运行受相关基因严格监视和调控。
逆地抑制DNA合成，不影响其它时期细胞，最 从形态来看，SC形成偶线期，成熟于粗线期，并存在数天，消失于双线期。
2、S期：DNA合成期，主要事件是DNA合成，还合成组蛋白、DNA复制所需的酶 ②分裂极确定,纺锤体开始形成; 同源染色体发生配对，配对的过程又称联会(synapsis)。
终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。常用的 现在认为它与同源染色体间的交换有关。
• 植物双线期一般较短，但动物双线期停留的时间 长，人的卵母细胞在5个月胎儿已达双线期，直 到排卵都停在双线期。
• 在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及昆虫中，双 线期的二价体解螺旋形成灯刷染色体。
• 1)细线期：
• 染色体已经复制，并开始凝缩，所以又称为凝 线期(synizesis)，但染色体呈细线状，光镜下 分辨不出两条染色单体。
• 在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的 一侧集中，另一端放射状伸出，形似花束，称 为花束期(bouquet stage)。
• 2)偶线期：
细胞周期调控(图文并茂)
第四节：细胞周期调控佚名一、研究背景Rao和Johnson(1970、1972、1974)将Hela细胞同步于不同阶段，然后与M期细胞混合，在灭活仙台病毒介导下，诱导细胞融合，发现与M期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的早熟凝集染色体(prematurely condensed chromosome，PCC)，这种现象叫做早熟染色体凝集(premature chromosome condensation)。
G1期PCC为单线状，因DNA未复制。
S期PCC为粉末状，因DNA由多个部位开始复制。
G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。
图13-15 不同形态的PCC不仅同类M期细胞可以诱导PCC，不同类的M期细胞也可以诱导PCC产生，如人和蟾蜍的细胞融合时同样有这种效果，这就意味着M期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturation promoting factor，MPF)。
早在1960s，Yoshio Masui发现成熟蛙卵的提取物能促进未成熟卵的胚胞破裂(Germinal Vesicle Breakdown，GVBD)，后来Sunkara将不同时期Hela细胞的提取液注射到蛙卵母细胞中，发现G1和S期的抽取物不能诱导GVBD，而G2和M期的则具有促进胚胞破裂的功能，它将这种诱导物质称为有丝分裂因子(MF)。
后来在CHO细胞，酵母和粘菌中也提取出相同性质的MF。
这类物质被统称为MPF。
1960s Leland Hartwell以芽殖酵母（图13-16）为实验材料，利用阻断在不同细胞周期阶段的温度敏感突变株（在适宜的温度下和野生型一样），分离出了几十个与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene，CDC)。
如芽殖酵母的cdc28基因，在G2/M转换点发挥重要的功能。
Hartwell还通过研究酵母菌细胞对放射线的感受性，提出了checkpoint（细胞周期检验点）的概念，意指当DNA受到损伤时，细胞周期会停下来。
第三节细胞周期的调控(CellCycleControl)资料
cyclin在细胞周期的不同时期表达:
－G1期cyclin：cyclinD
－G1/S期cyclin：cyclinE
－S期cyclin： cyclinA
－M期cyclin：cyclinB（也包括cyclinA）
M期cyclin在N端含有一段由9个aa残基组成的 特殊序列，称为破坏框（destruction box），和泛 素介导的cylinA、B的降解有关。G1期cyclin在C端 由PEST序列。
- 在G2/M期转换中起重要作用 - 分子量也是34KD, 称p34cdc28 - P34cdc28也是一种蛋白激酶 - 本身无激酶活性, 必须与有关蛋白结合后才
有激酶活性Байду номын сангаас
三 周期蛋白(cyclin) - 在细胞周期中呈周期性变化。 - 含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期 蛋白框（cyclin box），介导周期蛋白与CDK结合 - 激活CDK，引导CDK作用于不同底物 - 已知30余种，在脊椎动物中为A1-2、B1-3 、C、 D1-3、E1-2、F、G、H等 - cyclin在细胞周期的不同时期表达，从而激活不同 时期的CDK激酶活性，表现为不同的调节功能
- 序列分析表明该基因编码一个相对分子质 量为34kDa的蛋白, 该蛋白又称为p34cdc2 蛋白；
- 研究发现酵母Cdc2蛋白是一种蛋白激酶, 调节G2/M的转换
芽殖酵母的Cdc28蛋白
- Studies showed that S. cerevisiae cdc28 and S. pombe cdc2 are functionally homologous genes
有丝分裂的退出：周期蛋白B的降解
- 细胞周期蛋白基因的cDNA分析 - N端破坏框(destruction box)
细胞周期的调控
DNA复制起始的控制
①将同步培养的G1期Hela细胞同S期细胞进行融合，G1 期的细胞质受到S期细胞质的激活，开始了DNA复制。 表明：正在复制的细胞的细胞质中含有促进G1期细胞进 行DNA复制的起始因子。 ②将S期细胞与G2期细胞进行融合，发现G2期细胞不能
再启动DNA的复制。
表明：S期的细胞质中的DNA复制起始因子对于已复制的 G2期的DNA没有作用。
综上所述：p32-p45 即MPF(促进爪蟾卵母细胞G2/M转换的激酶) p34cdc2 - p56cdc13(即促进裂殖酵母G2/M转换的激酶) 实验证明：p32相当于p34cdc2。 •问题： •p45与p56cdc13是否也有一定关系呢？
(三)以Tim Hunt 为代表的科学家以海胆为材料 对细胞周期调控的研究
p34cdc2与 p34cdc28是同源物。
(二)p34cdc2激酶与MPF的关系
1.p34cdc2与MPF都具有激酶活性并促进细胞G2/M转换。
2.J.Maller实验室和P.Nurse实验室合作，证明MPF中的 p32可以被p34cdc2特异抗体所识别(MPF由p32和p45两种 蛋白组成)，表明p32与p34cdc2为同源物。
细胞在生长因子的刺激下，G1期cyclin D表达，并与CDK4、CDK6结合，
使下游的蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化的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的基因。
• cyclinE与CDK2结合，促进细胞通过G1/S 检验点而进入S期。CyclinA可能
是DNA复制所必需的。 • 到达S期的一定时期，G1 期cyclin通过泛素化途径降解。
• cyclinB在G1期早期开始合成，G2晚期含量达到最大。
细胞增殖与细胞周期(共56张PPT)
动物细胞有丝分裂过程
植物细胞有丝分裂过程
(一) 有丝分裂的过程
（prophase）
（1）染色质凝集成染色体 染色质凝集是细胞进入有丝分裂前期的标志。 前期开始时，染色质开始浓缩，由原来的线性染
色质，经过进一步螺旋化、折叠和包装，形 成光镜下可辨的早期染色体结构。
早期染色体由两条棒状的染色单体并列而成， 中间有着丝粒(centromere)相连。着丝粒的外侧 部附有动粒（kinetochore），动粒是染色体与 纺锤体中的动粒微管相连的部位。
3. （1） 3H-TdR（胸腺嘧啶核苷）标记的有丝分裂
标记法
⑵ 流式细胞分选仪测定
细胞增殖受到严密的调控。
通常与细胞同步化方法相结合，监测细 （1）Go期细胞 (休眠细胞)
● 早期染色体由两条棒状的染色单体并列而成，中间有着丝粒(centromere)相连。
早期染色体由两条棒状的染色单体并列而成，中间有着丝粒(centromere)相连。
周期变化：在间期（S期）完成复制， 在前期移向两极，参与形成纺锤体。
功能：生成星体周围微管。
中心体周期
中心体周期
前期动画
2.中期（ metaphase ）
❖ 所有染色体排列在赤道板上，标志中期的开始。
❖ 纺锤体呈典型的纺锤样。位于染色体两侧的动粒微管 长度相等，作用力均衡。
纺锤体
纺锤体和中期染色体
概念：细胞周期同步化是指自然发生或人工 造成的使细胞群体处于同一细胞周期时相 的过程。(cell synchronization)
同步化方法：
（1）选择性细胞同步化
如震荡法（有丝分裂摇落法）收集M期细 胞
（2）化学法
利用化学药物，将细胞阻断在细胞周期的某 一时相，使细胞同步化。
细胞周期和其调控讲义课件
4. 末期
从子染色体到达两极，至形成两个新细胞旳时期。 两个出现：核膜出现、核仁出现 两个消失：染色体消失、纺锤丝消失
中间小体
从子染色体到达两极，至形成两个新细胞旳时期。 主要标志是子核旳形成和胞质分裂。
中间小体
动物细胞旳胞质分裂经过胞质收缩环旳收缩实现，收缩环由大 量平行排列旳肌动蛋白构成。 用细胞松弛素处理这一时期旳细胞，1阻滞中旳作用P53有多种下 游效应分子：如MDM2，P21WAFl，Gadd45， Bax,IGFBP3，Fas等。
MDM2经过与P53蛋白氨基末端结合来阻止P53蛋白转录 激活，形成一种“负反馈环”。 MDM2旳正常功能是限制GI期阻滞旳时间，使DNA损伤修 复后旳细胞重新进入细胞周期。
2.中期 染色体排列到在细胞旳赤道面上。
赤道板
中期
3.后期 姐妹染色体单体分离并移向细胞两极。
后期
后期阶段染色体旳分离由微管 去聚合假说解释：
动粒微管不断解聚缩短,造成 旳拉力将染色体拉向两极。
机理：微管正端插入动粒旳外 层,微管在此端去组装。 动粒中旳ATP水解,提供能量, 驱动微管上旳马达分子向极 部移动,拉动染色体向极移动。
蛋白酶体
M-Cylin降解
泛素蛋白 （Ubiquitin)
4. CDK1活性下降 出M期
细胞核重建、染色体解螺旋、开启收缩机制。
进出S期调控：
M期末 G1 CDKs 活性——0 G1 ( 晚期) 增殖信号（激素、生长因子） G1— cyclin转录
cyclinD+cdk4/cdk6 G1/S 转换 “Start”
M-CDK
Cyclin B CDK1(CDC2) Clb 1-4 CDK1(CDC28)
细胞周期的调控
CDC2与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，称为细 胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase， CDK)，因此CDC2又被称为CDK1，激活的CDK1可将靶蛋白 磷酸化而产生相应的生理效应，如将核纤层蛋白磷酸化 导致核纤层解体、核膜消失，将H1磷酸化导致染色体的 凝缩等等。
② 有丝分裂期(Mitosis): M
phase,
又称胞质分裂期
(Cytokinesis)
细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期 性运转，在间期细胞体积增大(生长 )，在 M 期细胞，先是核分裂，接 着胞质分裂，完成一个细胞周期.该 过程是不可逆的。
1.2 细胞周期中各个不同时相及其主要事件
G1期:
2.1 概述----细胞周期 调控系统
细胞周期 细胞核中含有染色体的细胞
动力系统（引擎）：由细胞周 期素(cyclin)和周期素依赖蛋 白激酶（CDK）组成的复合物。
监视系统：细胞周期检验点 （checkpoint）
细胞周期调控系统的作用
◆在适当时候激活细胞周期各个时相的相关酶 和蛋白,然后自身失活(正调控)
芽殖酵母细胞周期
Cdc25表达不足，细胞长得过长而不分裂；Wee1表达不足，细胞很小就开 始分裂了
进一步的研究发现cdc2和cdc28都编码一个34KD的蛋 白激酶，促进细胞周期的进行。而weel和cdc25分别表 现为抑制和促进CDC2的活性。这也解释了为何cdc25和 wee1双重突变的个体可以恢复野生型的表型。
⑴ CDK的结构特点
CDK有三个重要的功能区：① ATP的结合部位和该酶 的活性部位，② 调节亚基(周期素)的结合部位，③ P13 sucl66结合部位(P13sucl66能抑制激酶的活性， 阻止细胞进入或退出M期)。
② 有丝分裂期(Mitosis): M
phase,
又称胞质分裂期
(Cytokinesis)
细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期 性运转，在间期细胞体积增大(生长 )，在 M 期细胞，先是核分裂，接 着胞质分裂，完成一个细胞周期.该 过程是不可逆的。
1.2 细胞周期中各个不同时相及其主要事件
G1期:
2.1 概述----细胞周期 调控系统
细胞周期 细胞核中含有染色体的细胞
动力系统（引擎）：由细胞周 期素(cyclin)和周期素依赖蛋 白激酶（CDK）组成的复合物。
监视系统：细胞周期检验点 （checkpoint）
细胞周期调控系统的作用
◆在适当时候激活细胞周期各个时相的相关酶 和蛋白,然后自身失活(正调控)
芽殖酵母细胞周期
Cdc25表达不足，细胞长得过长而不分裂；Wee1表达不足，细胞很小就开 始分裂了
进一步的研究发现cdc2和cdc28都编码一个34KD的蛋 白激酶，促进细胞周期的进行。而weel和cdc25分别表 现为抑制和促进CDC2的活性。这也解释了为何cdc25和 wee1双重突变的个体可以恢复野生型的表型。
⑴ CDK的结构特点
CDK有三个重要的功能区：① ATP的结合部位和该酶 的活性部位，② 调节亚基(周期素)的结合部位，③ P13 sucl66结合部位(P13sucl66能抑制激酶的活性， 阻止细胞进入或退出M期)。
细胞周期的调控.pptx
（四）CDK抑制因子
细胞内有一组CDK抑制因子（CKI）对细胞增 殖起负调节作用，因而又称“有丝分裂抑制 剂”。 目前发现的CKI大致分为两大家族： （1）INKs： p15、p16、p18、p19 是cDK4和cDK6的特异性抑制物。 （2）CIP／ KIPs： p21、P27、p57等， 抑制各种cyclin-CDK复合物，阻止 CDK激酶的激活，或阻止活化的CDK激酶活性。
（催化亚单位） （调节亚单位） CDK分子在进化上高度保守，从酵母、秀丽线虫等低等 真核生物到高等生物，各种CDK分子都高度同源。，现 有对细胞周期调控机制的认识大都来自对酵母等低等生 物细胞周期调控的结果
CDK 对 细 胞 周 期 的 调 控
CDK只有和周期素结合，并在CDK活化激酶（CAK）的催化下才表现出蛋白激 酶的活性。每一种CDK在细胞周期的特定时期与相应的周期素结合，以复合体 的形式发挥其生物学作用。
Rb基因
Rb基因位于人类染色体13q14，其转录产 物Rb蛋白是主要的转录信号连接物，在细 胞周期中起制动器功能。
它能与转录因子E2F结合并阻止相应基 因转录表达，从而抑制细胞生长。 cyclin D是Rb调节细胞周期的基础。 cyclin D1-CDK4复合物可看做G1期Rb蛋 白激酶，它能结合Rb的N末端，磷酸化Rb 蛋白，使转录因子释放，导致G1／S转化。
二、细胞周期检测点的调控
细胞在长期的进化过程中发展出了一套保 证细胞周期中DNA 复制和染色体分配质量的 检查机制, 通常被称为细胞周期检测点(check point)又称为限制点(restriction point) 。 这是一类负反馈调节机制。当细胞周期进程中 出现异常事件, 如DNA 损伤或DNA 复制受阻, 这类调节机制就被激活, 及时地中断细胞周期 的运行, 待细胞修复或排除了故障后,细胞周期 才能恢复运转。保证了在细胞周期中上一期事 件完成以后才开始下一期的事件。
细胞周期及其调控机制PPT课件
指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程它可分为它可分为4g1ssg2g2和和m33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cyclincyclindependentkinasedependentkinasecdkcdkcdkcdk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cyclincyclincdkcdk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ckickicdkscdks与细胞周期调控与细胞周期调控mpfmpfmphasepromotingfactorphasepromotingfactor期促发因子期促发因子
Rb 基因是人类研究的第一个抑癌基因，去磷酸化Rb 与促进 细胞分裂的某些转录因子( E2F，CAB-1 蛋白等) 结合，转录因子 活性被抑制，细胞周期停滞于G1 期；cyclinD/CDK 4等激酶复 合体使Rb 磷酸化失活,失活的Rb 释放E2F 等转录因子，促使细胞 进入S 期。
p16 特异性结合CDK4从而抑制cyclinD-CDK4 的活性，P16 蛋白可阻止 Rb 的磷酸化，从而调节细胞周期，阻滞G1 —S 期的转变。
CDK1的激活需要Thr14和Tyr15去磷酸化和Tyr161的磷酸化
三、CDK的正性调控因子———Cyclin
Cyclin 作为蛋白激酶复合体的调节亚基,对CDKs起 正性调节作用。它们分别在细胞周期的不同时相中合成、 积累，并与相应的CDK结合，激活CDK的蛋白激酶活性， 从而调节细胞周期进程。
Rb 基因是人类研究的第一个抑癌基因，去磷酸化Rb 与促进 细胞分裂的某些转录因子( E2F，CAB-1 蛋白等) 结合，转录因子 活性被抑制，细胞周期停滞于G1 期；cyclinD/CDK 4等激酶复 合体使Rb 磷酸化失活,失活的Rb 释放E2F 等转录因子，促使细胞 进入S 期。
p16 特异性结合CDK4从而抑制cyclinD-CDK4 的活性，P16 蛋白可阻止 Rb 的磷酸化，从而调节细胞周期，阻滞G1 —S 期的转变。
CDK1的激活需要Thr14和Tyr15去磷酸化和Tyr161的磷酸化
三、CDK的正性调控因子———Cyclin
Cyclin 作为蛋白激酶复合体的调节亚基,对CDKs起 正性调节作用。它们分别在细胞周期的不同时相中合成、 积累，并与相应的CDK结合，激活CDK的蛋白激酶活性， 从而调节细胞周期进程。
北师大版高中生物-细胞周期进程的调控机制PPT
目录POWERPOI目录01细胞周期概述02细胞周期调控的分子基础POWERPOI细胞周期是细胞生命活动的基本过程，也称为“细胞分裂周期”。
细胞周期是指一个细胞经生长、分裂而增殖成两个细胞所经历的全过程。
通常将其分为几个阶段，即G1期、S 期、G2期、M期。
1882年Flemming在光学显微镜下观察到动物细胞的有丝分的斑马鱼肠道上皮细胞的免疫荧光显微照片，绿色表示细胞中复制的DNA。
根据细胞S期的发现定义完整细胞周期1950年代初，有研究结果显示，在间期中有一段时间会发生DNA合成，使染色体加倍。
由此提出DNA合成期，即S期，这样S期之前的间期定为G1期，S期之后的间期定为G2期。
DNA合成G 1期G 2期目录02细胞周期调控的分子基础03细胞周期进程中的关键调控点POWERPOI与细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdk)。
形成复合体时，蛋白激酶活性被激活，由此启动细胞周期的特定事件的发生。
没有cyclin的结合，Cdk就复合体具有蛋白激酶活性。
Cdk为催化亚基。
孕酮刺激非洲爪蟾蜍卵母细胞的成熟分裂22, progesterone 孕酮，MeiosisⅠ减数分裂Ⅰ,Egg arrested in metaphase of meiosisⅡ停滞在减数分裂Ⅱ中期的卵细胞, Male pronucleus 雄原核, Female pronucleus 雌原核， First cleave 第一次卵裂, Blastula 囊胚减数分裂中期细胞提取液可刺激卵母细胞启动非洲爪蟾蜍卵母细胞的成熟分裂，此时不再需孕酮刺激。
Y. Masui and C. L. Markert. 1971. Cytoplasmic control of nuclear behavior during meiotic maturation of frog oocytes移植实验显示MPF 的存在的活性与细胞分裂进程的相关性MPFactivity MPF活性， Progesterone孕酮，Fertilization受精， Meiosis减数分裂，metaphase arrest分裂中期停滞，embryonic mitosis胚胎有丝分裂细胞融合实验融合的间期细胞染色体发生凝缩，并称之为早熟染色体凝集。