纺锤体装配检验点
（三） G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶 细胞由G1向S期转化受G1期周期蛋白依赖性激酶所 控制： G1期激酶：CDK4、CDK6 G1期周期蛋白：cyclin D, E。 cyclin D 的合成对细胞生长因子有强烈的依赖性
Rb bind with E2F transcription factor
不同类型的CDK/cyclin复合体
脊椎动物 激酶复合体 Cyclin G1-CDK G1/S-CDK S-CDK M-CDK Cyclin D* Cyclin E Cyclin A Cyclin B CDK CDK4 、6 CDK2 CDK2 CDK1(CDC2)
四、CDK激酶和CDK激酶抑制物
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前凝集 (premature chromosome condensation)。
（一） G2/M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用 CDK1激酶（p34cdc2激酶），由p34cdc2蛋白（或p34cdc28蛋 白）与周期蛋白B组成。Cyclin B的合成在G2/M时达到高峰， 随着M期的结束而发生降解，细胞从G2期向M期的转变受此蛋 白的调节。
周期蛋白在CDK1激酶活性调节中的作用
Cdk activity can be suppressed both by inhibitory phosphorylation and by inhibitory proteins (CKIs).
P27—Cdk inhibitor proteins(CKIs)
蛋白激酶的活性可以受到某些激酶的磷酸化作用所抑制， 脱磷酸而有活性。
2001年诺贝尔生理学与医学奖授予了美国科学家 Leland Hartwell和英国科学家蒂Tim Hunt 、 Paul Nurse ， 以表彰他们发现了细胞周期的关键调节机制。
Leland H. Hartwell R. Timothy (Tim) Hunt
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。
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和蛋白p56cdc13结合）。
Paul Nurse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。
cyclinB/A与CDK1结合，CDK1使底物蛋白磷酸化、如将组蛋白H1磷酸化 导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等下游细胞周期事件
（二） M期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化
细胞周期运转到中期后，M期周期蛋白A和B降 解，CDK1激酶活性丧失，蛋白去磷酸化，由中期 向后期转化。
M期周期蛋白N端有破坏框。在中期当MPF活性达到最高 时，通过一种未知的途径，激活泛素酶复合物，将泛素连接在 M期周期蛋白上，导致其被蛋白酶体降解.
细胞周期基因的发现
七十年代初，美国西雅图的华盛 顿大学 Leland Hartwell， 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(cell division cycle gene，cdc)。他发现 的一群基因，成为八十年代和九十年
CDK激酶类似的CDK蛋白分子图解
•动物中已知7种CDK，均含有一段相似的保守序列即 PSTAIRE，与周期蛋白的结合有关。
哺乳动物细胞周期蛋白与周期蛋白依赖性蛋白激酶
时相 G2→M G1→S S ? G1 G1 G1 蛋白激酶 Cdk1 Cdk2 Cdk2 Cdk3 Cdk4 Cdk5 Cdk6 周期蛋白 周期蛋白A，B 周期蛋白E 周期蛋白A ? 周期蛋白D1，D2，D3 周期蛋白D1，D2，D3 周期蛋白D1，D2，D3
二、细胞周期运转调控
CDK激酶对细胞周期起着核心性的调控作用。 不同种类的周期蛋白和不同种类的CDK结合,构成
不同的CDK激酶。不同的CDK激酶在
酵母细胞周期的调控
Cdk associates successively with different cyclins to trigger the different events of the cycle.
周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合.
M期
G1期
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。
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。
•已知30余种，在脊椎动物中为A1-2、B1-3 、C、 D1-3、E12、F、G、H等。分为4类：G1型、G1/S型、S型、M型。
其次， APC 受到Cdc20的正调控； Cdc20位于染色体的动粒上.
在未被被动粒微管捕捉的动粒上Mad2 蛋白与Cdc20结合抑制 其活性 若动粒被动粒微管捕捉,则Mad2从动粒上消失,对Cdc20的抑制 解除,促使APC活化，纺锤体装配不完全，或所有动粒不能被动 粒微管全部捕捉，APC则不能被激活。
泛素加到周期蛋白上需要三种不同的酶介导: 1.泛素的羧基端通过与泛素激活酶(E1) 的半胱氨酸残基形成 硫酯键而激活。 2.泛素从E1转移到泛素结合酶(E2) 的半胱氨酸残基。 3.E2和泛素连接酶(E3)一起将泛素转移到底物蛋白的赖氨酸 残基, 在那里进行泛素的聚合化,最后作为蛋白酶体的降解底 物, 被快速降解。
泛素连接酶(E3)又称为后期促进复合物(anaphasepromoting complex,APC) 至少有8种成分组成，分别称为 APC1至APC8。APC可以促使M期周期蛋白泛素化途径降解，此 外也调节其他一些与细胞周期调控有关的非周期蛋白类蛋白质 的降解。 后期促进因子APC活性的受到多种调节。 首先，APC活性受MPF的调节。
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
一、MPF的发现及其作用
卵细胞促成熟因子, matuation-promoting factor
细胞促分裂因子, mitosis-promoting factor M期促进因子, M-phase-promoting factor
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，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。
细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子
细胞中还具有细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子 （CDK inhibitor，CDKI）对细胞周期起负调控作用，目前发现 的CDKI分为两大家族：
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 （maturation promoting factor） 。
MPF的纯化
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。
人M期细胞与袋鼠（Ptk）G1、S、G2期细胞融合诱导PCC
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(maturation promoting factor，MPF)。
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
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。
CDK1激酶的激活促进细胞进入分裂期
CAK=CDK1-Activiting Kinase
在S期, Weel1活性高， 可以促进Thr14和Tyr15的磷酸化， Cdc25ｃ活性低。 在Ｇ２期Cdc25ｃ活性增强，促进Thr14和Tyr15的去磷酸化
细胞中CDK激酶的活性受到多种因素的调控
CDK1激酶催化不同的底物（主要是磷酸化丝氨酸和苏氨 酸），参与细胞的多种功能。
Paul Nurse (human-yeast genes); Tim Hunt (cyclin)
MPF的结构组成
由两个不同的亚基组成的异质二聚体:
●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(cyclindependent protein kinases,Cdks); ●调节亚基：周期蛋白 (cyclin)。
Rb是G1/S期转化的负性调控因子,在G1晚期通过磷酸化而失活
Rb蛋白磷酸化→与之结合的转录因子（E2F）释放→S期所需 的基因转录的阻断被解除→细胞进入S期；
Rb蛋白为视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，Rb）基因编码
周期蛋白E在G1晚期表达,进入S期后降解.
Cdk activity is usually terminated by cyclin degradation.
哺乳动物细胞周期的调控
哺乳动物的细胞周期受一个小型Cdks家族的调节。在哺乳 动物细胞周期中起作用的Cdks, Cdk1、Cdk2 、Cdk3…等。哺 乳动物细胞中也能表达多种周期蛋白:周期蛋白A 、B、D和E。
细胞周期蛋白 (cyclin)的发现
1983年英国的汉特实验室 Timothy Hunt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)。