细胞周期的调控（cellcyclins）.ppt

一、MPF的发现及其作用 1970s Rao和Johnson发现与M期细胞(Hela)融合的间期细胞染色体发生凝缩，称为早熟凝集染色体(prematurely condensed chromosome，PCC)。 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。 甚至不同类的M期细胞也可诱导PCC产生，说明M期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturation promoting factor， MPF)。 人们猜测，在M期的细胞中存在着某种物质，它能够促进染色体的凝聚和细胞的分裂。后来，人们在不同类型的M期细胞中分别提取出了能够促进细胞分裂的的因子，统称为成熟促进因子(maturation promoting factor，MPF)。 处于第六期的爪蟾卵母细胞（RD前期I），具GV。 注射实验表明：孕酮诱导卵母细胞成熟；成熟卵细胞质中，含有卵母细胞成熟的因子，称做MPF。 二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 1960s Leland?Hartwell 芽殖酵母 1970s Paul Nurse 裂殖酵母 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)。如 Fission yeast （裂殖酵母） budding yeast （芽殖酵母） Cdc 25 Wee1 mutant 1980s Timothy Hunt发现海胆的卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期振荡，命名为周期蛋白(cyclin A和B)。后来发现各类动物来源的细胞周期蛋白mRNA均能诱导蛙卵的成熟。 1988年Lohka将非洲爪蟾的MPF纯化。经鉴定MPF由32KD和45KD两种蛋白组成，是一种丝氨酸/苏氨酸激酶。 进一步的研究发现MPF=Cdc2+clyclin B 1988年M. J. Lohka 纯化了爪蟾的MPF，经鉴定由32KD和45KD两种蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质磷酸化。 后来Paul Nurse（1990）进一步的实验证明P32实际上是Cdc2的同源物，而P45是cyclinB的同源物，从而将细胞周期三个领域的研究联系在一起。 即MPF是由cyclin和CDC基因编码的依赖于cyclin的蛋白激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)， 三、细胞周期蛋白cyclin 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（cyclin box），介导周期蛋白与CDK结合。（M期周期蛋白N端：破坏框；G1期周期蛋白：C端含PEST序列） 作用：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。 分为4类：G1型、G1/S型、S型、M型。 不同类型的CDK/cyclin复合体 *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。 周期蛋白 ◆活化 ·随Cyclin浓度变化而变化 ·激酶与磷酸酶的调节， 活化的MPF可使更多的MPF活化 ◆功能：启动细胞从G2期进入M期的相关事件 四、CDK激酶和CDK激酶抑制剂 Cdc2与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，故名细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)。 Cdc2又被称为CDK1，可将特定蛋白磷酸化，促进细胞周期运行，又称作细胞周期引擎。 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。 在动物中已知7种CDK。均含有一段相似的激酶结构域，这一区域有一段保守序列，即PSTAIRE，与周期蛋白的结合有关。 控制细胞周期的蛋白质 CDK类蛋白激酶：这类蛋白激酶常以磷酸化的形式直接作用于细胞周期，包括DNA合成的启动和终止，染色体的凝集、运动和松懈，核膜、核仁的崩解和重新形成，核纤层的降解和重新聚合，纺缍体的形成和消失等。它们可根据作用的时期不同分为G1、G1/S、S期CDK，及M期CDK。 cyclin：是一类能与CDK结合，使CDK磷酸化和活化的蛋白。这类蛋白的活性是随细胞周期而进行周期性的变化。 CDK抑制因子（CDK?inhibitor，CKI） 细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子对细胞周期起负调控作用，目前发现的CKI分为两大家族： ①Ink4(Inhibitor of cdk 4)，如P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d，特异性抑制cdk4·cycli