S期PCC为粉末状，因DNA由多个部位开始复制。
G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。
甚至不同类的M期细胞也可诱导PCC产生，说明M期细胞具有促进 间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturation promoting factor， MPF)。
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染色体超前凝集（PCC）
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CDK1的激活需要Thr14和Tyr15去磷酸化和Tyr161的磷酸化 上页 下页 返回 结束 41
CDK1的调节与活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase
box)，介导周期蛋白与CDK (cyclin–dependent
kinase)结合。
Cyclin也含有降解盒（destruction box）或 PEST（脯氨酸－谷氨酸－丝氨酸－苏氨酸） 序列，它可以通过定时降解或恒定地迅速周转
来调节这些蛋白质的水平，起着CDK的调节亚
基的作用。
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结束 7
4. MPF － P34cdc2－Cyclin ？？
1988年M. J. Lohka 纯化了爪蟾的MPF，经鉴定由 34KD和45KD两种蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质
磷酸化。
1990 Paul Nurse进一步的实验证明P34实际上是 P34cdc2的同源物，P45是cyclinB的同源物，而且，对于 P34cdc2的活性而言，cyclin是必需的。从而将细胞周期 三个领域的研究联系在一起。
为G1型、G1/S型S型和M型4类。
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人类细胞周期蛋白线性结构示意图 实心方框代表“cyclin box ”， 方框代表“destruction box” 圆形框代表PEST 上页 序列 下页 返回
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18cyΒιβλιοθήκη lin box：各类周期蛋白均含有一段约100个
氨基酸的保守序列，称为周期蛋白盒(cyclin
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P34cdc2的Thr161的磷酸化是酶的活性所
必需的。CDKs活化激酶CAK（CDKs
activiting kinase）应答Thr161的磷酸化，这
是另一种蛋白激酶CDK7-Cyclin H复合物。
当磷酸酶-1将此位点的磷酸水解，P34cdc2又
失去激酶活性。
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G1 / S期 cyclinE与CDK2结合，促进细胞通过G1/S限 制点而进入S期。向细胞内注射CyclinE的抗体能使
细胞停滞于G1期，说明细胞进入S期需要CyclinE的
参与。 S期 将CyclinA的抗体注射到细胞内，发现能
抑制细胞的DNA合成，推测CyclinA是DNA复制 所必需的。
进一步研究发现：P34cdc2与P34cdc28是同源物，二者本
身并不具有激酶活性，只有当其与有关蛋白结合后，其激 酶活性才能够表现出来。例如：P34cdc2必须与另一种蛋白 P56cdc13结合后才具有激酶活性。
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结束 6
3.cyclin
1983年Timothy Hunt首次发现海胆卵受精后，在其卵裂
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脊椎动物的CDK
CDK 结合的相应cyclin CyclinA,B CyclinA CyclinD1,D2,D3 CyclinE CyclinD1,D2,D3 P35*, CyclinD1,D2,D3 CyclinD1 CyclinH, P36* 作用的细胞周期 G2/M转换； M早期 S期 G1期 G1/S 转换 G1期 G0/G1转换、G1期 神经纤维的磷酸化、G1期 G0/G1转换 活化CDK
CDK1 CDK2
CDK3 CDK4 CDK5 CDK6 CDK7
* P35，P36的结构与细胞周期蛋白无相似性 上页 下页 返回 结束
30
1． Cyclin的结合是CDK激活的第一步
CDK 活 性 的 最 初 调 节 者 是 cyclin 亚 单 位 。 Cyclin 与相应的 CDK 结合后，引起 CDK 空间构象 改变，暴露其催化亚基。各种细胞周期蛋白程序
进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损 伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大 ？ S期检验点：DNA复制是否完成？
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G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的
事件包括： 所有DNA都正确复制了吗？DNA是否有
损伤？细胞体积是否足够大？ 中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：所有染色体 接到纺锤体上，都会抑制APC活性，引起细胞周期中
细胞融合与PCC(Premature chromosomal condense)
2.cdc基因
Leland Hartwell、 Paul Nurse分别以不同的酵母为实验
材料，发现了许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle
gene，CDC)。如芽殖酵母的cdc28、裂殖酵母cdc2基因。 如何发现的？
MPF = P34cdc2(CDK1)+Cyclin B
（催化亚单位） （调节亚单位）
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结束 8
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MPF的生化成分：含有两个亚单位 MPF =Cdc2+cyclin （催化亚单位+调节亚单位）
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The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001
Cln 1、 2 CDK1(CDC28) Clb 5、 6 CDK1(CDC28)
CDK1(CDC2) Clb 1-4 CDK1(CDC28)
*包括D1-3，各亚型cyclin D在不同细胞中的表达量 不同，但具有相同的功效。
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酵母中细胞周期的进程主要由单一 的CDK（P34cdc2/ cdc28）所控制。多 细胞生物中，细胞周期各期之间的 转换需要不同的CDK。
酸化才能被激活，驱动细胞进入有丝分裂。
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P34cdc2的Thr14和Tyr15的磷酸化引起 P34cdc2-cyclin复合物的失活，Weel是催化 Tyr15 磷酸化的激酶， Myt1 是 Thr14 磷酸 化的激酶；催化 Thr14 及 Tyr15 脱磷酸化 的蛋白磷酸酶为双特异性磷酸酶 Cdc25蛋 白。
都排列在纺锤体上了吗？任何一个着丝点没有正确连
断。
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结束
（三）细胞周期蛋白
cyclin 的种类繁多，目前从芽殖酵母、裂殖 酵母和各类动物中分离出的周期蛋白有30余种， 在脊椎动物中为A1-2、B1-3 、C、 D1-3、E1-2、F、G、
H等。分别参与细胞周期中不同时相的调节。分
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哺乳动物细胞周期中各时相不同cyclin的作用 上页 下页 返回 结束
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（四）CDK及其调控
CDK即细胞周期蛋白依赖性激酶 (cyclin–
dependent kinase,CDK)，控制着细胞周期各期之
间的顺序转换。CDK是一组相关联的Ser/Thr蛋白
激酶。
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CELL CYCLE
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结束
细胞周期周而复始地进行着，这种周期性的
重复过程受到严格地控制，使得不同的细胞周期
事件在空间和时间上相互协调。
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结束
（一）研究背景 1. MPF 的发现及其作用
1960 年， Masui 和 Markert 研究爪蟾卵母细胞，提出
了 成 熟 卵 母 细 胞 中 存 在 一 种 促 成 熟 因 子 （ maturation promoting factor，MPF）。 Rao 和 Johnson(1970 、 1972 、 1974) 以 Hela 细胞为材 料，发现M期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子，
即促细胞分裂因子 (mitosis- promoting factor ， MPF) 。
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结束 3
M期细胞(Hela)融合的间期细胞染色体发生凝缩，称为早熟凝集 染色体(prematurely condensed chromosome，PCC)。
G1期PCC为单线状，因DNA未复制。
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，在下 一个周期中又重复这一消长现象，故命名为周期素或周期 蛋白(cyclin)。随后cyclin很快被分离和克隆出来，证明其广 泛存在于从酵母到人类等各种真核生物中，而且在功能上 存在互补性。
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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 Cyclin Cln 3 CDK CDK1(CDC28) 芽殖酵母
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G1期 细胞在生长因子的刺激下， G1期cyclin D表达，并与CDK4、 CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷 酸化，磷酸化的Rb释放出转录因子 E2F，促进许多基因的转录。