细胞生物学（第五版）课件-第13章 细胞增殖调控与癌细胞..pptx

主编丁明孝 王喜忠张传茂陈建国

第13章细胞增殖调控与癌细胞;第一节细胞增殖调控;PCC：早熟染色体凝缩

G1期PCC为细单线状（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为双线染色体状（说明DNA复制已完成），这样的形态变化可能与DNA复制状态有关。;作者：momoTian;M期细胞可以诱导PCC，暗示在M期细胞中可能存在一种诱导染色体凝缩的因子，称为细胞有丝分裂促进因子（MPF）。;成熟卵细胞细胞质移植发现成熟促进因子（MPF）的存在;二、P34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系;实验证明MPF中的P32可以被p34cdc2特异抗体所识别，并且p34cdc2多肽片段可以增强MPF活性，二者为同源物。

与此同时，一些科学家以海胆为材料对细胞周期调控进行了深入研究，发现2种含量随细胞周期进程而变化的蛋白质即周期蛋白

（cyclin），为诱导细胞进入M期所必需，其中cyclinB是MPF的另一种主要成分，cyclinB≈p56cdc13（同源物）。

至此，MPF的生化成分便被确定下来，它含有两个亚单位，cdc2为催化亚基单位，周期蛋白为其调节亚单位，二者结合后表现出蛋白激酶活性。;三.周期蛋白;部分周期蛋白分子结构特征;不同的Cyclin-CDK复合体表现不同的CDK活性：不同的周期蛋白在细胞周期中表达的时相不同，并通过不同的周期蛋白框与不同的CDK结合，组成不同的cyclin-CDK复合体，表现出不同的CDK活性。

部分哺乳动物（A）和酵母细胞

（B牙殖和C裂殖）周期蛋白在细胞周期中的积累及其与CDK活性的关系;周期蛋白依赖性蛋白激酶

（cyclin-dependentkinase,CDK）：由周期蛋白结合并活化的调控细胞周期进程的蛋白激酶。CDK通过磷酸化其底物对细胞周期进行调控。

在人体中发现并命名的CDK包括CDK1（Cdc2）～CDK13。不同的CDK在细胞周期中起调节作用的时期不同。;CDK激酶结构域：各种CDK的CDK激酶结构域保守程度有所不同，但其中有一小段序列则相当保守，即PSTAIRE序列，与周期蛋白结合有关。

另外，细胞内存在多种因子，通过对CDK分子结构进行磷酸化修饰调节CDK的活性;除周期蛋白和修饰性调控因子对CDK活性进行调控之外，细胞内还存在对CDK起负调控作用的蛋白质，称CDK抑制因子

（CDKinhibitor,CKI），包括Cip/Kip家族和INK家族。

①Cip/Kip家族：包括p21、p27和p57等。其中p21为典型代表，主要对G1期CDK（CDK2~4和CDK6）起抑制作用；p21还与DNA聚合酶δ的辅助因子增殖细胞核抗原（PCNA）结合，抑制DNA的复制。

②INK家族：包括p16、p15、p18和p19等，其中p16为此家族典型代表，主要抑制CDK4和CDK6活性。;五、细胞周期运转调控;CDK1即MPF，或p34cdc2激酶，由p34cdc2（或p34cdc28）蛋白和cyclinB结合而成。P34cdc2蛋白在细胞周期中的含量相对稳定，cyclinB的含量呈周期性变化。P34cdc2蛋白只有与cyclinB结合后才有可能表现出激酶活性，所以，CDK1活性依赖于cyclinB含量的积累

。;CDK1催化底物蛋白磷酸化：CDK1通过使某些底物蛋白磷酸化，改变其下游的某些靶蛋白的结构，启动其功能，实现其调控细胞周期的作用。CDK1选择底物中某个特定序列的某个Ser/Thr残基磷酸化。CDK1可以使多种底物蛋白磷酸化。;CDK1激酶活性综合控制示意图

作者：momoTian;（2）M期周期蛋白与细胞分裂中期向后期转;多聚泛素化作用周期蛋白降解

E1-泛素活化酶；E2-泛素结合酶；E3-泛素连接酶;（三）G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK;CyclinD与CDK结合使Rb释放结合的转录因子E2F;cyclinE-CDK2为S期启动所必需：cyclinE-CDK2的主要作用是去除p107（类Rb蛋白）对E2F的抑制作用，促进G1/S期转化。cyclinE-CDK2激酶与p107和E2F结合形成复合物之后，CDK2催化p107磷酸化，使p107失去抑制作用，E2F的作用被显现出来，促进有关基因的转录。;到达S期的一定阶段，G1期周期蛋白是通过SCF泛素化途径降解的，同时需要G1期CDK的参与。;图中显示细胞不同时相SCF和APC泛素化连接酶的底物蛋白。SCF主要在细胞间期G1、S和G2期发挥功能。APC主要在细胞有丝分裂M期以及G1早期发挥功能;限

A;DNA复制检查点主要包括2种：

①S期内部检查点（intra-Sphasecheckpoint）：指在S期内发生DNA损伤

②（如