14 第十四章 细胞增殖调控与癌细胞

第十四章细胞增殖调控与癌细胞

主要内容

⏹细胞增殖调控

⏹癌细胞

第一节细胞增殖调控

细胞增殖调控的作用：

⏹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)

⏹确保每一时相事件的全部完成(负调控)

⏹对外界环境因子起反应(如多细胞生物对增殖信号的反应)

一、MPF的发现及其作用

MPF：卵细胞促成熟因子(maturation-promoting factor)/细胞有丝分裂促进因子（mitosis-

promoting factor）/M期促进因子(M phase-promoting factor)

细胞融合实验

研究一：

1970年，Johnson和Rao将M期与间期的HeLa细胞进行融合，可引起间期染色质的凝集，此种现象称为染色体超前凝集或早熟染色体凝集(PCC, premature chromosome condensation)。

研究二：

Masui和Markert（1971）用爪蟾卵的实验。

研究三：

Maller实验室(1988，纯化工作)

结果：MPF组成（p32+p45）

二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系研究一：

Hartwell以芽殖酵母为实验材料，分离cdc28基因，表达产物为p34cdc28激酶。

Cdc：cell division cycle

Hartwell还通过研究酵母细胞对放射线的感受性，提出了检验点（checkpoint）的概念.

cdc28基因突变，芽殖酵母细胞停

留在G 1／S交界处，因此也叫起始

点（start）

研究二：

Nurse(1970)以裂殖酵母为实验材料，分离cdc2基因，表达产物为p34cdc2激酶。cdc2基因突变导致细胞停留在G2/M交界处。

p34cdc2激酶与MPF的关系

研究三：

Maller实验室和Nurse实验室合作：MPF中p32与p34cdc2两者为同源物

研究四：

Hunt(1983)以海胆卵为材料：

发现周期蛋白(cyclin)

Hunt, T. Cell33: 389. 1983

研究五：

Maller实验室和Hunt实验室合作：

MPF中p45与周期蛋白B两者为同源物

周期蛋白B与p56cdc13为同源物

结论：

非洲爪蟾：P45 + P32

芽殖酵母：？+P34cdc28裂殖酵母：P56cdc13+P34cdc2海胆：Cyclin B + ?

Leland H. Hartwell R. Timothy (Tim) Hunt Paul M. Nurse

The Nobel Prize 2001

在细胞周期调控的研究中做出重要发现，他们确认了控制包括植物、动物和人类真核细胞在内的主要分子。

三、周期蛋白(cyclin)

PEST---富含脯氨酸(P)、谷氨酰胺(E)、丝氨酸(S)、苏氦酸(T)周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)

哺乳动物芽殖酵母裂殖酵母

四、CDK和CDK抑制物

周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)

CDK活性的磷酸化调节

The human Cdk2 is shown in three states: （1）In the inactive, without cyclin bound, the active site is blocked by a region of the protein called the T-loop; (2) The binding of cyclin causes the T-loop to move out of the active site, resulting in partial activition of Cdk2; (3) Phosphorylation of Cdk2 by CAK at a threonine residue in the T-loop, fully active.

CDK激酶抑制物(CDKI)

目前发现的CDKI分为两大家族：

⏹①Ink4：如P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d ，特异性抑制cdk4·cyclin D1、cdk6·cyclin D1复合物。

⏹②Cip/Kip：包括P21cip1、P27kip1、P57kip2等，能抑制大多数CDK的激酶活性。如P21cip1还能与DNA聚合酶δ的辅助因子PCNA结合，直接抑制DNA的合成。

Cdk activity can be suppressed both by inhibitory phosphorylation and by inhibitory proteins (CKIs).

P27—Cdk inhibitor protein(CKI)

五、细胞周期运转调控

（一）G2/M期转化与CDK1激酶

作用：

磷酸化：如组蛋白H1、核纤层蛋白A、B、C、核仁蛋白nucleolin等。

CDK1的调节

CDK1的调节与活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase

（二）M期中期/后期

⏹M期cyclin A和B迅速降解，CDK1激酶失活，被CDK1激酶磷酸化的蛋白质去磷酸化。

⏹M期周期蛋白的降解促使细胞退出有丝分裂