9细胞增殖调控与肿瘤的分子基础.pptVIP

细胞增值调控与肿瘤的分子基础 刘新文 北京大学医学部生化与分子生物学系 第一节 细胞周期概述 “细胞周期”（cell cycle）又称“细胞分裂周期”，是指一个细胞经生长、分裂形成两个细胞所经历的全过程，即细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程。 1. G1期（gap 1 phase） 2. S期（synthesis phase） 3. G2期（gap 2 phase） 4. M期（mitosis phase） 5. G0期 Interphase (Long) G1: Cell growth S: DNA replication G2: Cell growth M-phase= mitosis (Short) Chromosome segregation Cytokinesis Leland H. Hartwell R. Timothy (Tim) Hunt Sir Paul M. Nurse 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。 第二节 细胞周期调控的关键分子 细胞周期调控的核心蛋白： 2.细胞周期蛋白(Cyclin) ：Cdk的正调节因子 1.周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cyclin-dependent kinases,Cdks)：细胞周期调节的中心环节 3. Cdk抑制蛋白(Cyclin-dependent kinase inhibitors, CKIs)：Cdk的负调节因子 一、细胞周期蛋白（Cyclins） 细胞周期蛋白（Cyclins）是一类伴随细胞周期的不同阶段表达、累积和降解的蛋白质因子。 细胞周期蛋白盒(Cyclin box): 与Cdk结合，激活Cdk的蛋白激酶活性 毁灭盒(Destruction box): 在Cyclin的自身降解中发挥重要作用 1、结构特点 2、调控机理 Cyclin与Cdk形成二聚复合体：催化亚基为Cdk，调节亚基为Cyclin。 Destruction Box in Cyclins 不同类型的CDK/cyclin复合体 Cyclin D包括D1-3，各亚型cyclin D在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效。 3、分类：A-H 细胞周期中不同类型cyclin的表达变化 二、周期蛋白依赖性蛋白激酶 周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cdks)是一类Ser/Thr蛋白激酶，在细胞周期的调节中起关键作用。人体细胞内主要有Cdk1/Cdc2、Cdk2~6、Cdk7/CAK和Cdk8等。 活性中心：ATP结合部位；催化部位 调节亚基Cyclin的结合部位：正调节 P13suc1的结合部位：负调节，阻止细胞进/退M期 1、结构特点：3个主要功能域 2、没有酶量的调节：在整个细胞周期中，某一Cdk的含量恒定，其活化Cdk与非活化Cdk的总量不变。 CdK的结构 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ： 抑制性磷酸化位点；cyclin结合位点；ATP结合位点 Ⅵb: 催化部位 Ⅶ: ATP结合位点 Ⅷ: T-loop；活性磷酸化位点 Ⅸ: 自身磷酸化位点 Cyclin A Cdk2 CDK activating 3、组成、结构调节：活化与非活化Cdk的比例 正性调节：人Cdk与特定的Cyclin 结合才有活性；也只有Cyclin降解才能使Cdk最终失活。 负性调节：CKI与Cdk结合后阻止Cdk磷酸化。 共价调节：抑制性位点磷酸化失活(Wee1激酶)；去磷酸化复活(Cdc25磷酸酶)。 协调调节：人Cdc2的Thr 160/161和Thr 14/Tyr 15磷酸化，可促进Cdk-Cyclin结合。 这种磷酸化又依赖Cyclin，Cyclin与Cdk的结合可导致Cdk T环的移开，暴露出其中的Thr 160/161位点 。 MPF activity controlled by: 1) cyclin B levels 2) phosphorylation of cdk1 Multiple levels of regulation provide input for “checkpoint control” M-phase promoting factor = MPF =cdk1/cyclinB CDK激酶(CDK activating kinase，CAK)：磷酸化Thr161 Wee1激酶：磷酸化Tyr15/Thr14 依赖Cyclin的蛋白激酶（Cdc/Cdk） 种属 Cdk Cyclin 细胞周期或功能 裂殖 酵母 Cdc2 CIG1 CIG2 Cdc13 G1 S G2/M 出芽 酵母 Cdc28 Cln1、Cln2、Cln3