第十四章 细胞增殖调控与癌细胞

结果 找到cdc基因，如cdc28,表达蛋白为 34kDa,称为p34cdc28
结论 第二个被分离出来的cdc基因； 突变后细胞停留在G1/S或G2/M期 。
cdc2: 第一个被分离出来的cdc基因，表达蛋白为p34cdc2 特点：突变后裂殖酵母细胞停留在G2/M期
cdc28: 第二个被分离出来的cdc基因，表达蛋白为p34cdc28 特点：突变后芽殖酵母细胞停留在G1/S或G2/M期
结论
在成熟的卵母细胞中，必定有一种物质，能诱导卵 母细胞成熟，这种物质称为成熟促进因子（MPF）
卵细胞细 胞质移植 实验
成熟卵母细胞中 的物质能诱导卵 母细胞成熟
实验三 时间 研究者 步骤
1988 Maller et al
以2和p45两种蛋白。p32和p45结合后， 表现出蛋白激酶活性，能使多种蛋白质底物磷酸化
1、CDK
通过Pdc2同类基因，不同物种的cdc2基因编 码的蛋白质都含有一段相似序列，并且都能和周期蛋白结合， 将其作为调节亚基，进而表现出激酶活性。它们被统称为周 期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinase)，简称 CDK。
A： G1期DNA未复制，超前染色体为单线性； B：S期DNA正在复制，超前染色体为点状，很多复制起始点；
C：G2期DNA复制完毕，超前染色体为双线性。
实验二 时间
研究者
1971 Masui和Markert
步骤
用解剖的方法分离非洲爪蟾第IV期卵母细胞， 孕酮诱导成熟后进行细胞质移植实验
结果
孕酮诱导成熟的卵母细胞的细胞质 能诱导其他卵母细胞的成熟
已经发现CDK1-CDK13等CDK激酶。
（1）与不同类型的周期蛋白相结合的CDK
cyclinA、cyclinB与CDK1结合，CDK1引起 染色体凝缩、核膜解体等。
不同的周期蛋白与不同的CDK结合， 调节不同的CDK激酶的活性。
四、CDK和CDK抑制因子
● CDK （ cyclin-dependent kinase） （1）CDK的种类 （2）CDK的分子结构
● CDK抑制因子
cdc2
三、细胞周期蛋白
● 特点：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，介 导与CDK结合。
● 作用：激活和引导CDK作用于不同底物。 ● 已知30余种，分为4类：G1型、G1/S型、S型、
M型。
9aa:RXXLGXIXN
40aa:Lys富 集，参与泛素 介导降解
第十四章 细胞增殖调控与癌细胞
第一节 细胞增殖调控
本节内容
一
MPF的发现及其作用
二
p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系
三
周期蛋白
四 CDK和CDK抑制因子
五 细胞周期运转调控
六 其他因素在细胞周期调控中的作用
一、MPF的发现及其作用
1 科学家通过三个实验找到 并证实了MPF
2 MPF的功能
结论
MPF（又称细胞促分裂因子或M期促进因子），是由 细胞周期蛋白与周期蛋白依赖性蛋白激酶组成的复 合物，能启动细胞进入M期。
二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 1 酵母中cdc基因的发现 2 cdc激酶与MPF的关系
实验一
时间 研究者
1970 Nurse等
步骤
以裂殖酵母为实验材料，构建温度敏感型突 变株，分析突变株基因改变情况
在生长因子的刺激下，cyclin D表达，并与 CDK4、CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸 化，释放转录因子E2F，促进许多基因的转录， 如编码cyclinE、A和CDK1的基因。
● M期周期蛋白：在间期表达和积累，到M期时才 表现出调节功能。
● 种类：cyclinA、cyclinB ● 举例：
共同特点： 1. 大小相等，是同源物，并且与MPF中的P32是同源物 2．本身都不具激酶活性，只有与特定蛋白结合后 （ p56cdc13 ） 才有激酶活性
实验三
时间
研究者
步骤
1983
以Tim Hunt为代表，由Evans于1983年报道
以海胆卵为对象， 对细胞周期的蛋白表达水平进行深入研究
结果 结论
介导周期蛋白与CDK结合
M 期周 期蛋白
G1 期 周期蛋 白
•破坏框：将泛素（遍在蛋白）连接到破坏框上 PEST序列与G1期周期蛋白更新有关 周期蛋白框：介导与不同CDK结合
● G1期周期蛋白：只在G1期表达，只在G1期和S 期转化过程中执行调节功能。
● 种类： cyclin C、D、E、Cln1、Cln2、Cln3 ● 举例：
结果 结论
找到cdc基因，如cdc2,表达蛋白为34kDa, 称为p34cdc2
第一个被分离出来的cdc基因，表达蛋白为 34kDa，称为p34cdc2。 特点：突变后芽殖酵母细胞停留在G2/M期
实验二
时间
研究者
1960 Hartwell
步骤 以芽殖酵母为实验材料，构建温度敏感 型突变株，分析突变株基因改变情况
实验一
时间 研究者
步 骤
1970
Rao和Johnso
将HeLa细胞同步于不同阶段，然后将M期细胞与其他间期细胞融合
HeLa 同步化
细胞
G1期 S期 G2期
M期细胞
仙台病毒介导
早熟染 色体凝缩 （PCC）
结果 结论
M期细胞可以诱导PCC
在M期细胞中可能存在一种诱导染色体凝集的 因子，称为细胞有丝分裂促进因子。
2001 年 10 月 8 日 美 国 人 Leland Hartwell 、 英 国 人 Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而 获诺贝尔生理医学奖。
Leland H. Hartwell
cdc28
R. Timothy (Tim) Hunt
周期蛋白
Sir Paul M. Nurse
发现2种特殊蛋白质，随细胞周期变化而变化，一般 在间期积累，分裂期消失，命名为周期蛋白（ Cyclin A , Cyclin B）
周期蛋白是进入M期所必须，从酵母到人类各种生物 中均存在，可能参与MPF的调控
与Maller实验 室合作
证明了周期蛋白B是MPF的另一个成分
MPF=p34cdc2(p34cdc28)+ p56cdc13 (cyclinB)