细胞周期调控 (2)

Inhibitors （ 后 期 抑 制 因 子 ） 和 Mitotic Cyclin。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
The triggering of sister-chromatid separation by the APC
（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）
激酶复合体 G1-CDK G1/S-CDK S-CDK M-CDK 脊椎动物 Cyclin CDK Cyclin Cln 3 Cln 1、 2 Clb 5、 6 Clb 1-4 芽殖酵母 CDK CDK1(CDC28) CDK1(CDC28) CDK1(CDC28) CDK1(CDC28)
Cyclin D* CDK4 、6 Cyclin E Cyclin A Cyclin B CDK2 CDK2 CDK1(CDC 2)
不同类型的周期蛋白
脊椎动物 Cyclin CDK Cyclin Cln 3 Cln 1、 2 Clb 5、 6 Clb 1-4 芽殖酵母 CDK CDK1(CDC28) CDK1(CDC28) CDK1(CDC28) CDK1(CDC28)
激酶复合体 G1-CDK G1/S-CDK S-CDK M-CDK
•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 : Anaphase
3、 The cdc mutants of fission yeast
cdc基因(cell-division-cycle gene) p34cdc2, 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 25 & Wee1 mutant
4、 MPF activity
海胆卵细胞
The discovery of cyclin and the the activity levels of MPF during the early embryonic cell cycle
5、周期蛋白(cyclin)
•Hunt T.(1980s): 海胆卵裂过程中两种蛋白质的
周 期 蛋 白 B 的 降 解
前期
晚后期
末期
周期蛋白的降解：
含量随细胞周期波动,命名为周期蛋白(cyclin A
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
催化亚单位 调节亚单位
不同类型的周期蛋白



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 Anaphase Promoting Complex (APC),
二、 p34cdc2/Cyclin B的发现
1、 MPF, the mitosis-promoting factor
细胞融合技术
HeLa细胞
结 论
2、 MPF, the maturation-promoting factor
蛋白质合 成阻断剂
非洲爪蟾 Ⅳ卵细胞
显微注射技术 结 论
MPF
p32+p45
Cyclin D* CDK4 、6 Cyclin E Cyclin A Cyclin B CDK2 CDK2 CDK1(CDC 2)
Leabharlann Baidu
（一）、细胞周期G2/M转化
1、CDK激酶：CDK1 2、周期蛋白： B 、A
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。
CDK activating
CDK1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APC APC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。
Leland Hartwell、Paul Nurse和Timothy Hunt 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.
Leland Hartwell Timothy Hunt Paul Nurse
(1939)
(1943)
(1949)
三、细胞周期运转调控
Cyclin-Cdk复合物的多样性
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cyclin B结合 2）CDK1/cyclin B被Wee1/mik1与CAK （CDK activating kinase ）将Thr14、Tyr15 及 Thr161磷酸化 3）在M期，Wee1的活性下降，CDC25c使CDK Thr14、Tyr15去磷酸化，去除了CDK活化的障碍。