• 与CDK8结合，组成CAK
• 激活CDK
Cyclin H 家族：
• 与CDK7结合，组成CAK • 激活CDK、磷酸化RNA-polⅡ的CTD， 调节基因转录
Cyclin的周期性表达
2.细胞周期蛋白依赖性激酶 (Cyclin-dependent
kinase，Cdk)
一类必须与Cyclin结合才具有激酶活性的蛋白激酶； 磷酸化细胞周期相关蛋白质（Ser/Thr) ； 在整个细胞周期中表达量较为恒定； 不同的cdk结合特定的cyclin。
G1期晚期合成DNA复制所需各种酶类：

DNA聚合酶，解旋酶等
细胞周期蛋白
触发蛋白，钙调蛋白
二、细胞周期各时相及主要事件
2、S期（DNA synthesis）

DNA复制（具有高度的顺序性）

先GC，后AT，先常染色质，后异染色质 X染色体长臂在S期末期复制

组蛋白合成，非组蛋白合成 中心粒开始复制并完成
解酶降解。
CKI的降解
活化的SCF
多聚泛素链
p
激酶
p
泛素
Cdk抑制蛋白（CKI）
E1
+
E2 CKI被蛋白酶体水解 (26s proteasome)
SCF催化泛素在磷酸化CDKI上聚合介导其降解
Cyclin的降解
活化亚基（Cdc20）
多聚泛素链
无活性的APC
M-Cyclin 活化的APC
多聚泛素链
二、细胞周期各时相及主要事件
3、G2期 (DNA合成后期)

染色体凝集相关蛋白，微管蛋白 成熟促进因子、RNA、蛋白质的 合成，为M期作准备。

0.3％DNA 复制完成 细胞内DNA含量由2n增至4n
二、细胞周期各时相及主要事件
4、M期 亲本细胞分裂成 2个相等的子细胞
RNA合成抑制 蛋白质合成降低
1. start点或R点 2. DNA复制检测点 3. 纺锤体组装检测点 4. DNA损伤检测点
5. 染色体分离检测点
1. start点或R点 2. DNA复制检测点
3.纺锤体组装检测点
纺锤体组装检测点
DNA复制检测点
R点
4.DNA损伤检测点
DNA损伤检测点有两个，一个存在于G1晚期，另 一个在G2晚期。 G1期检测点通过抑制G1/S和S-Cdk的活化来阻止 细胞进入S期
Cyclin分类：
脊椎动物： A1-2、B1-3、C、D1-3、E1-2、F、G、H、L1-2、T1-2等。 分为G1型、G1/S型、S型和M型4类
酵母：cln1、cln2、cln3、clb16
cyclin结构特点：
1.周期蛋白框（cyclin box）： 一段约100个氨基酸的保守序列，介导与Cdk 结合成 复合物，参与细胞周期调解。 2. G1期周期蛋白含有PEST序列： C 端一段与cyclin降解有关的序列 3. S、M期周期蛋白含有破坏框
的Tyr15（酵母）/Thr14（脊椎动物）位点。
Thr161的磷酸化由CAK催化。 Tyr15 的磷酸化由Weel激酶催化，由磷酸酶cdc25去磷酸化。 Thr14的磷酸化由myt激酶催化，由磷酸酶cdc25去磷酸化。
Cdk活化激酶（Cdk activating kinase,CAK） 组成：cyclinH ＋Cdk7 ＋ p36 作用：使Cdk 上Thr161磷酸化（活性磷酸化） Wee1激酶：使Cdk 上Tyr15磷酸化（抑制性磷酸化）
1. CIP/KIP家族：
p21、p27、 p57蛋白主要抑制G1期CDK(Cdk2/4)，直接抑
制 DNA复制或抑制G1S 。
2. INK4家族：
p16、p15、 p18蛋白主要抑制Cdk4/6 活性，阻止G1S。
结合cyclin-Cdk复合物，改变Cdk活性位点空间位置； 结合Cdk分子ATP位点，阻止ATP与Cdk结合
细胞生物学
细胞周期与周期调控
第一节 细胞周期(cell cycle)
一、定义：
连续分裂细胞从上一次分裂结束到下一次分裂完
成所经历的全过程。
细胞周期
分裂间期： G1、S、G2
分裂期：M
DNA合成前 期(Gap1,G1) 分裂间 DNA synthesis 期 (S期)
细胞增 殖周期
DNA合成后 期(Gap2,G2) 前期
CDK激活的结构基础
人体细胞的Cdk的三种状态：
非活性状态：活性位点与T-环蛋白（T-loop）结合,不结合cyclin.
部分激活状态: 与cyclin结合, T-loop移出活性中心。 完全激活状态: Cdk的两个氨基酸位点的磷酸化
Cdks激酶活性受cyclin及磷酸化双重作用调节
Cdk存在二个磷酸化位点：活性的Thr161，抑制性
暂时脱离细胞周期，停止分裂，执行一定的生物 学功能，在适当刺激下重新进入细胞周期的细胞。 如某些免疫淋巴细胞, 肝、肾等器官的实质细胞 等。
二、细胞周期各时相及主要事件
1、G1期(DNA合成前期)

rRNA、mRNA、tRNA、核糖体合成 结构蛋白、酶蛋白合成、糖类、脂类合成 细胞体积增大，膜转运能力增强
G2期检测点通过使Cdc25磷酸化，抑制M-Cdk的
活化，阻止细胞进入有丝分裂期。
DNA损伤与p53活化在G1期调控中的作用
第四节 细胞周期事件的胞内调控机制
1. G1期中cyclin-Cdk复合物的作用
2. S期中cyclin-Cdk复合物的作用 3. M期中cyclin-Cdk复合物的作用
细胞周期各时相及主要事件
G1 S G2
RNA合成
M
RNA合成停止
mRNA，tRNA， RNA继续合成 rRNA合成 DNA合成
蛋白质合成 组蛋白合成 蛋白质继续合成 组蛋白继续合成 非组蛋白合成 DNA聚合酶合成 RNA聚合酶合成 多聚核糖体再形成 磷脂合成速率增加
蛋白质继续合成 蛋白质合成减少 微管蛋白合成
8
小鼠消化道上皮干细胞的周期时间
细胞所在部位 TC TG1 TS＋TG2＋TM
口腔粘膜
85
181 36 17
75
171 26 7
10
10 10 10
食
回 结
管
肠 肠
根据不同细胞在细胞周期中的细胞分裂行为差异分类：
周期性细胞（cycling G0细胞 终末分化细胞
cell）
G0期
G0期(静止期细胞)：
CKI
周期事件完成
Cyclin合成，积累，结合Cdk CKI降解
Cyclin降解
Cdk激酶表现活性
4.促进Cdk调节因子降解的酶复合物
酶复合物 SCF(Skp1-Cull-F-box protein) APC(anaphase-promoting complex)
SCF和APC介导Cdk调节蛋白的降解途径是：泛素化
INK4：
p16INK4a 、p15INK4b 、 p18INK4c 、p19INK4d • 特异性抑制CDK4- cyclin D1、 CDK6-
cyclin D1复合物的活性
• p15 、p16 受TGFβ的调控
• 恶性肿瘤常有p15 、p16 的缺失或突变
KIP：
p21CIP1 、p27KIP1 、 p57KIP2
中期 有丝分裂 期(M期) 后期 末期 G1期子细胞
细胞周期(cell cycle)
分裂间期(interphase):
G1＋S＋ G2
有丝分裂期(mitosis)
M
细胞周期时间(Tc)： TG1+TS + TG2 + TM 大约12~32h
G2期
12
小时
0 M期
G0 期
G1 期 4
S期 (NA合成)
按其发现先后顺序分Cdk1～8。
Cdk通过激酶结构域与Cyclin结合
不同cyclin－Cdk复合物启动细胞周期的不同步骤
Cyclin and Cdks
Cyclin/Cdk complex G1-Cdk G1/S-Cdk S-Cdk M-Cdk Cyclin Cyclin D Cyclin E Cyclin A Cyclin B Cdk Cdk 4, Cdk 6 Cdk 2 Cdk 2 Cdk 1
CyclinA、CyclinB的破坏框序列
泛素化途径降解
Cyclin的功能:
细胞周期不同时期表达不同的周期蛋白，与
不同的CDK结合，调节其激酶的活性。 G1期蛋白： Cyclin C、D、 E G1/S期蛋白：Cyclin D、E S期蛋白： Cyclin A、B G2/M期蛋白：Cyclin B M期蛋白： Cyclin B
非组蛋白继续合成 DNA开始转录 染色体凝集分离 多聚核糖体散开 合成磷脂
第二节 细胞周期的调控
一、 细胞周期调控系统的组成
细胞周期调控系统的蛋白质 细胞周期检查点（checkpoint）
（一）细胞周期调控系统的蛋白质 1.细胞周期蛋白（cyclin） 2.细胞周期蛋白依赖激酶
(Cyclin-dependent kinase, Cdk）
Cyclin A 家族： • 在S期开始表达， G2期达高峰 • 与CDK2结合 • 促进DNA复制
Cyclin B 家族： • 含有2个成员 cyclin B1、 cyclin B2
• G2末期开始表达
• 与CDK1、CDK2结合
• M后期降解
• 促进G2期向M期转换
Cyclin C 家族：

SCF的活性在细胞周期中是不变的，可识别被磷酸化的 CDKI上某个特定的氨基酸序列。 APC的活性启动是由于其复合物中加入了活化亚基cdc20 ，APC催化泛素连接到Cyclin破坏框附近的赖氨酸上。