细胞生物学-细胞周期的调控

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1、第二节细胞周期的调控MPF的发现及其作用细胞周期运转的调控卵细胞促成熟因子,matuation-promotingfactor细胞促分裂因子,mitosis-promotingfactorM期促进因子,M-phase-promotingfactor一、MPF的发现及其作用Johnson和Rao(1970)将Hela细胞同步于不同阶段，然后与M期细胞混合，在灭活仙台病毒介导下，诱导细胞融合。结果----------使间期细胞出现类似于有丝分裂期的形态变化：染色质凝集，核被膜破裂及核仁消失，将这种现象叫做染色体超

2、前凝集(prematurechromosomecondensation)。Meaning?M期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子，即细胞分裂促进因子(maturationpromotingfactor，MPF)。人M期细胞与袋鼠（Ptk）G1、S、G2期细胞融合诱导PCC卵细胞提取物注射实验Masui和Markert在体外用孕酮诱导非洲爪蟾的卵母细胞成熟Meaning?：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，即促成熟因子MPF（maturationpromotingfactor）。

3、用成熟卵母细胞的细胞质注射到卵母细胞，发现可以促进卵母细胞成熟。1988年Maller实验室的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。MPF的纯化细胞周期基因的发现LelandHartwell七十年代初，美国西雅图的华盛顿大学LelandHartwell，以芽殖酵母为实验材料，利用阻断在不同细胞周期阶段的温度敏感突变株，分离出了几十个与细胞分裂有关的基因(celldivisioncyclegene，cdc)。他发现的一群基因，成为八十年代和九十年

4、代人们研究细胞周期的主要对象。如芽殖酵母的cdc28基因，在G2/M转换点发挥重要的功能。也在七十年代，英国牛津大学的PaulNurse，用另外一种酵母裂殖酵母为实验材料，同样发现了许多细胞周期调控基因，如：裂殖酵母cdc2；通过对它们的分子生物学和生物化学研究，进一步的研究发现cdc2和cdc28的都编码一个34KD的蛋白激酶。这个酶的激活和失活调控细胞周期运转，特别是G2/M期转变。但研究者很快发现，p34cdc28或p34cdc2单独并不具有激酶活性，需要同相关蛋白结合后才具有活性（如p34cdc2和蛋

5、白p56cdc13结合）。PaulNurse和美国科罗拉多大学的Maller合作证明（1990）证明P32实际上是CDC2的同源物。1983年英国的汉特实验室TimothyHunt发现海胆卵受精后，卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期剧烈振荡，在每一轮间期开始合成，G2/M时达到高峰，M结束后突然消失，下轮间期又重新合成，故命名为周期蛋白(cyclin)。细胞周期蛋白(cyclin)的发现TimHunt和Maller合作证明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。PaulNur

6、se(human-yeastgenes);TimHunt(cyclin)●催化亚基活性有赖于周期蛋白，故蛋白称为周期依赖性蛋白激酶(cyclin-dependentproteinkinases,Cdks);●调节亚基：周期蛋白(cyclin)。MPF的结构组成由两个不同的亚基组成的异质二聚体:LelandH.HartwellR.Timothy(Tim)Hunt2001年诺贝尔生理学与医学奖授予了美国科学家LelandHartwell和英国科学家蒂TimHunt、PaulNurse，以表彰他们发现了细胞周期的关

7、键调节机制。三、周期蛋白自发现周期蛋白后，在不长的时间里有数十种周期蛋白被克隆和分离。如酵母的Cln1,Cln2,Clin3,Clb1-Clb6，在脊椎动物的A1-2、B1-3、C、D1-3、E1-2、F、G、H等。周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合.M期G1期不同周期蛋白的表达时期不同，与不同的CDK结合，调节不同CDK激酶的活性。部分哺乳动物和酵母细胞周期蛋白在细胞周期中的积累及其与CDK激酶活性的关系。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

8、型、G1/S型、S型、M型。不同类型的CDK/cyclin复合体四、CDK激酶和CDK激酶抑制物在酵母cdc2和cdc28基因被分离后，几个实验室同时工作构建了人类、爪蟾和果蝇的cDNA文库，得到了一系列与cdc2相关的基因。他们有两个共同的特点，一是含有一段类似的氨基酸序列，二是都必须和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，CD