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1、关于细胞周期调控 现在学习的是第1页，共38页 （一）细胞周期中的检验点（一）细胞周期中的检验点现在学习的是第2页，共38页 G1/S检验点检验点：Start点或点或R点，控制细胞由静止状态点，控制细胞由静止状态的的G1进入进入DNA合成期，检查合成期，检查DNA是否损伤？细胞外环是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？境是否适宜？细胞体积是否足够大？S期检验点期检验点：DNA复制是否完成？复制是否完成？G2/M检验点检验点：决定细胞一分为二的控制点：决定细胞一分为二的控制点,检查检查DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？是否损伤？细胞体积是否足够大？中中-后期检验点后期检验点（纺锤体
2、组装检验点）（纺锤体组装检验点）现在学习的是第3页，共38页二、二、p34cdc2/Cyclin B的发现的发现现在学习的是第4页，共38页1、MPF,the mitosis-promoting factor细胞融合技术细胞融合技术HeLa细胞细胞结结 论论现在学习的是第5页，共38页2、MPF,the maturation-promoting factor显微注射技术显微注射技术非洲爪蟾非洲爪蟾卵细胞卵细胞结结 论论蛋白质合成蛋白质合成阻断剂阻断剂MPFp32+p45现在学习的是第6页，共38页3、The cdc mutants of fission yeastp34p34cdc2cdc2,
3、丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化激酶丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化激酶P34P34cdc2cdc2本身不具激酶活性，只有与相关蛋白结合后本身不具激酶活性，只有与相关蛋白结合后激酶活性才得以表现。激酶活性才得以表现。P34cdc2P34cdc2即为即为P34P34。cdccdc基因基因(cell-division-cycle gene)(cell-division-cycle gene)现在学习的是第7页，共38页Cdc 25&Wee1 mutant现在学习的是第8页，共38页4、MPF activity海胆卵细胞海胆卵细胞现在学习的是第9页，共38页The discovery of cyclin and t
4、he the activity levels of MPF during the early embryonic cell cycle现在学习的是第10页，共38页5、周期蛋白、周期蛋白(cyclin)Hunt T.(1980s):海胆海胆卵裂过程中两种蛋白质的含量随卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期波动细胞周期波动,命名为周期蛋白命名为周期蛋白(cyclin A和和B)。Lohka(1988):纯化非洲爪蟾的纯化非洲爪蟾的MPF.经鉴定经鉴定MPF是是一种一种Ser/Thr激酶激酶,由由32kD和和45kD两种蛋白组成两种蛋白组成,MPF=CDC2+cyclin B 周期蛋白的分子结构特点
5、和消长规律周期蛋白的分子结构特点和消长规律现在学习的是第11页，共38页MPF的结构组成的结构组成调节亚单位调节亚单位催化亚单位催化亚单位现在学习的是第12页，共38页不同类型的周期蛋白不同类型的周期蛋白激酶复合激酶复合体体脊椎动物脊椎动物芽殖酵母芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclin D*CDK4、6Cln 3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclin ECDK2Cln 1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclin ACDK2Clb 5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclin BCDK1(CDC2)Clb 1-4CDK1(CDC28)现在学
6、习的是第13页，共38页现在学习的是第14页，共38页Leland Hartwell、Paul Nurse和和Timothy Hunt因因对细胞周期调控机理的研究而获得对细胞周期调控机理的研究而获得2001年诺贝尔年诺贝尔生理学或医学奖生理学或医学奖.Leland Hartwell Timothy Hunt Paul Nurse (1939)(1943)(1949)现在学习的是第15页，共38页三、细胞周期运转调控三、细胞周期运转调控现在学习的是第16页，共38页 Cyclin-Cdk复合物的多样性nCyclin-Cdk是调控细胞周期的引擎：不同的周期蛋白与不同的CDK结合，构成不同的Cycl
7、in-Cdk；不同的Cyclin-Cdk在不同的时相表现活性，影响不同的下游事件。nG2/M转化(MPF的作用)nG1/S转化nM期周期蛋白与中期向后期的转化 Anaphase Promoting Complex(APC),现在学习的是第17页，共38页不同类型的周期蛋白不同类型的周期蛋白激酶复合激酶复合体体脊椎动物脊椎动物芽殖酵母芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclin D*CDK4、6Cln 3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclin ECDK2Cln 1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclin ACDK2Clb 5、6CDK1(CDC28)M
8、-CDKCyclin BCDK1(CDC2)Clb 1-4CDK1(CDC28)现在学习的是第18页，共38页现在学习的是第19页，共38页 （一）、细胞周期（一）、细胞周期G2/M转化转化 1、CDK激酶：激酶：CDK1 2、周期蛋白：、周期蛋白：B、A现在学习的是第20页，共38页3、作用机制：、作用机制：周期蛋白周期蛋白B在在G1晚期合成，在晚期合成，在G2期到达最大值。周期到达最大值。周期蛋白期蛋白B含量达一定值时含量达一定值时CDK1激酶活性出现。激酶活性出现。CDK1活性在活性在G2期晚期达到最大值并一直维系到期晚期达到最大值并一直维系到M期中期。期中期。CDK1使底物蛋白使底物蛋
9、白磷酸化磷酸化，如将组蛋白，如将组蛋白H1磷磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体。膜解体。现在学习的是第21页，共38页4、CDK1激酶调控激酶调控1 1）CDK1CDK1与与cyclin Bcyclin B结合结合2 2）CDK1/cyclin BCDK1/cyclin B被被Wee1/mik1Wee1/mik1与与CAK CAK（CDK CDK activating kinase activating kinase）将）将Thr14Thr14、Tyr15 Tyr15 及及Thr161Thr161磷酸化磷酸化3 3）在）在M M期，期，We
10、e1Wee1的活性下降，的活性下降，CDC25cCDC25c使使CDK Thr14CDK Thr14、Tyr15Tyr15去磷酸化，去除了去磷酸化，去除了CDKCDK活化的障碍。活化的障碍。现在学习的是第22页，共38页CDK activating现在学习的是第23页，共38页CDK1激酶活性的调控激酶活性的调控现在学习的是第24页，共38页（二）、（二）、M中期中期/后期转化后期转化1 1、机制：、机制：M M期期:周期蛋白周期蛋白B B、A A迅速降解，迅速降解，CDK1CDK1活性丧失，活性丧失，被被CDK1CDK1激酶磷酸化的蛋白去磷酸化激酶磷酸化的蛋白去磷酸化2 2、作用物质：、作用
11、物质：后期促进因子后期促进因子APCAPCAPCAPC为蛋白复合体为蛋白复合体(15)(15)，具有泛素化活性，可以调，具有泛素化活性，可以调节节M M期期 周期蛋白周期蛋白B、A泛素化降解。泛素化降解。现在学习的是第25页，共38页3 3、APCAPC活性调节活性调节 APCAPC在细胞间期表达，但没有活性，只有在在细胞间期表达，但没有活性，只有在M M期期CDK1CDK1激酶磷酸化作用后才被激活表现出泛素化降解活激酶磷酸化作用后才被激活表现出泛素化降解活性。性。APC的活化：的活化：Cdc20是是APC的活化因子。的活化因子。Cdc20和和Mad2蛋蛋白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤
12、体前将不能白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体前将不能从动粒上释放，由于从动粒上释放，由于Mad2与与Cdc20结合而抑制结合而抑制APC的活的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，APC才有才有活性，才启动细胞向后期转换。活性，才启动细胞向后期转换。现在学习的是第26页，共38页APC主要介导两类蛋白降解:Anaphase Inhibitors（后 期 抑 制 因 子）和 Mitotic Cyclin。前者维持姐妹染色单体粘连,抑制后期启动；后者的降解意味着有丝分裂即将结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。APC介导选择性降解的靶蛋白与Ubiqu
13、itin结合 现在学习的是第27页，共38页现在学习的是第28页，共38页The triggering of sister-chromatid separation by the APC现在学习的是第29页，共38页前期前期晚后期晚后期末期末期周周期期蛋蛋白白B的的降降解解现在学习的是第30页，共38页 分裂期周期蛋白分裂期周期蛋白N N端有一段序列与其降解有关，端有一段序列与其降解有关，称降解盒称降解盒(destruction box)(destruction box)。泛素由泛素由7676个氨基酸组成，高度保守。共价结合泛个氨基酸组成，高度保守。共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，
14、这是细胞内素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径。短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径。26S26S蛋白酶体是一个大型的蛋白酶，可将泛素化蛋白酶体是一个大型的蛋白酶，可将泛素化的蛋白质分解成短肽。的蛋白质分解成短肽。周期蛋白的降解：周期蛋白的降解：现在学习的是第31页，共38页Destruction Box in Cyclins现在学习的是第32页，共38页现在学习的是第33页，共38页（三）、细胞周期（三）、细胞周期G1/S转换转换1、CDK激酶：激酶：CDK4、CDK6、CDK22、周期蛋白：、周期蛋白：D、E、A现在学习的是第34页，共38页
15、G1/S期转化与期转化与G1期周期蛋白依赖性期周期蛋白依赖性CDK激酶激酶q cyclinDCDK46复合物：复合物：Rb蛋白蛋白q cyclinECDK2复合物：复合物：p107E2Fq cyclinACDK2复合物：复合物：DNA复制因子复制因子RF-A现在学习的是第35页，共38页3、作用机制：、作用机制：cyclin D+CDK4/CDK6cyclin D+CDK4/CDK6使下游的蛋白质如使下游的蛋白质如RbRb磷酸化，磷酸化，RbRb释放出转录因子释放出转录因子E2FE2F，促进许多基因的转录，如编码，促进许多基因的转录，如编码cyclinEcyclinE、A A和和CDK1CDK1的基因。的基因。cyclin E+CDK2cyclin E+CDK2 使使p107p107蛋白磷酸化，释放蛋白磷酸化，释放E2FE2F，促，促进基因转录，细胞向进基因转录，细胞向S S期转化。期转化。cyclin A+CDK2cyclin A+CDK2 促进促进DNADNA复制，为复制，为S S期必需期必需现在学习的是第36页，共38页周期蛋白周期蛋白D与与CDK结合使结合使Rb释放出释放出E2F现在学习的是第37页，共38页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第38页，共38页