• 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。
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 (DNA合成)
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
1. G1期中cyclin-Cdk复合物的作用
生长因子
cyclinD合成
+
Cdk4,6
磷酸化转录因子
Rb磷酸化
磷酸化S期cyclin-Cdk抑制蛋白 （CKI） 泛素化降解
蛋白合成
cyclinE/A基因的转录 DNA和中心体的复制
S期cyclin-Cdk活化
Rb 蛋白：
G 1 /S期转化的负性调节因子，控制G1期进展，使细胞 停留在G1期。 • 生长因子刺激G 1 期cyclinD表达 • cyclinD与CDK4、CDK6结合，使Rb磷酸化
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
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
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）
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
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

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。

泛素（ubiquitin）：
76 个氨基酸组成 ， 高度保守蛋白。
多聚泛素链作为标志，可介导蛋白质被蛋白水
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
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)：
(Cyclin-dependent kinase, Cdk）
3.Cdk 抑制因子（Cdk inhibitor, CDKI）
4.促进Cdk调节因子降解的酶复合物
SCF
APC
（二）细胞周期检测点（checkpoint）
Checkpoint：保证细胞周期正常运转的监控系
统，检测细胞周期正常事件及出现的故障。
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
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：
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
Cyclin D 家族：
• cyclin D1、 cyclin
D2、 cyclin D3
• 在G1期开始表达，
M后期降解 • G1期向S期转换的 关键因子 • 与CDK4、CDK6组 成复合体
Cyclin E 家族： • 在G1~ S期高水平表达 • 与CDK2、CDK3结合 • 启动DNA复制
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
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
Cyclin-Cdk是细胞周期运转的驱动力
G0
PDGFR EGFR
Cyclin D CDK4,6
G1a M MPF ↑
Cyclin A,B CDK1