细胞周期的调控（cellcyclins）

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1、CELLCYCLE第二节细胞周期的调控一、MPF的发现及其作用1970sRao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(prematurelycondensedchromosome，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(maturationpromotingfactor，MPF)。染色体超前凝集

2、（PCC）细胞融合与PCC(Prematurechromosomalcondense)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(maturationpromotingfactor，MPF)。处于第六期的爪蟾卵母细胞（RD前期I），具GV。爪蟾卵子成熟过程MPF的发现？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。◆MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；主要含有p32和p45两种

3、蛋白二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系1960sLeland Hartwell芽殖酵母1970sPaulNurse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(celldivisioncyclegene,CDC)。如—裂殖酵母cdc2、芽殖酵母cdc28突变型在限制温度下无法分裂—wee1突变型则提早分裂，cdc25突变型细胞体积增大而不分裂—cdc2和cdc28都编码一个34KD的蛋白激酶，促进细胞周期的进行其产物分别为p34cdc2（G2/M）、p34cdc28（G2/S或G2/M）weel和cdc25分别表现为抑制和

4、促进CDC2的活性。Fissionyeast（裂殖酵母）buddingyeast（芽殖酵母）Cdc25&Wee1mutant1980sTimothyHunt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(cyclinA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+clyclinB1988年M.J.Lohka纯化了爪蟾的MPF，经鉴定由32KD和45KD两种

5、蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质磷酸化。MPF、Cdc和Cyclin的关系MPF的生化成分：含有两个亚单位MPF=Cdc2+cyclin（催化亚单位+调节亚单位）后来PaulNurse（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-dependentkinase，CDK)，LelandH.HartwellR.Timothy(Tim)HuntSirPaulM.Nurse2001年

6、10月8日美国人Leland Hartwell、英国人PaulNurse、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。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（cyclinbox），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。Destr

7、uctionBoxinCyclins不同类型的CDK/cyclin复合体*包括D1-3，各亚型cyclinD在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效。◆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期的相关事件周期蛋白CDK1的调节与活化;CAK=CDK1-ActivitingKinaseCdc2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-dependentkinase，CDK)。Cdc2又被称为CDK1，可将特定蛋白磷酸化，促进细胞周期运

8、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