细胞周期医学知识ppt课件

文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Chen（Chen,2009）提出联合使用黄芩素和水飞蓟素，对肝癌HepG2细胞显示良好的杀伤作用，对正常肝细胞（Chang liver）活性没有影响，两种药物联合应用增加了G0/G1期细胞的百分率，减少了S期细胞的百分率，上调了Rb、p53、Cip1/p21和Kip1/p27蛋白，下调了Cyclin D1、Cyclin E、CDK4和phospho-Rb。Chen L,Willis S N,Wei A,et al.Differential targeting of prosurvival Bcl-2 proteins by their BH3-only ligands allows complementary apoptotic function.Mol Cell,2005,17(3):393-403Varghese（Varghese,2005）采用肝癌HepG2和 Hep3B细胞研究水飞蓟宾的抗肿瘤作用，发现水飞蓟宾强烈抑制HepG2和Hep3B细胞增殖，且对Hep3B细胞的增殖抑制效果更强。对于HepG2细胞，水飞蓟宾导致G1期阻滞；对于Hep3B 细胞，导致G1 和和G2-M 阻滞阻滞。对于这2种细胞，水飞蓟宾诱导Kip1/p27表达，减少cyclin D1、cyclin D3、cyclin E、CDK2和CDK4表达水平。Varghese L,Agarwal C,yagi A,Singh RP,Agarwal R.Silibinin efficacy against human hepatocellular carcinoma.Clin Cancer Res,2005,23(11):8441-8448.Chen（Chen,2009）提出）提出联联合使用黄芩素和水合使用黄芩素和水飞蓟飞蓟素素1文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。PI单染流式细胞仪检测细胞周期百分比（单染流式细胞仪检测细胞周期百分比（n=3）组别G0/G1期期S期期G2/M期期ControlRODN(1.0mol/L)ASODN(0.75mol/L)ASODN(1.0mol/L)47.400.5048.300.3040.100.36*33.270.47*49.500.3048.600.3658.900.30*63.830.38*3.100.203.070.250.970.062.900.10注：注：*与与RODN组相比，相比，P0.01PI单单染流式染流式细细胞胞仪检测细仪检测细胞周期百分比（胞周期百分比（n=3）G02文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一部分：1.细胞周期概况：间期：G0，G1，S，G2 分裂期：M2.实验发现一些蛋白和激酶调控细胞周期第一部分：第一部分：3文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期细胞周期是指连续分裂细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分是指连续分裂细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。裂结束所经历的整个过程。G0细细胞周期是指胞周期是指连续连续分裂分裂细细胞从一次有胞从一次有丝丝分裂分裂结结束到下一次有束到下一次有丝丝分裂分裂结结4文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期与DNA合成正常的正常的细胞周期细胞周期分为分为间期间期（interphase）和）和有丝分裂有丝分裂期期(Mphase)。其中其中间期间期 以以DNA合成为标志。合成为标志。分为：分为：G0期（即静止状态），期（即静止状态），G1期（期（DNA合成前期），合成前期），S期（期（DNA合成期）合成期）G2期（合成其它必需的物质）期（合成其它必需的物质）细细胞周期与胞周期与DNA合成正常的合成正常的细细胞周期分胞周期分为间为间期（期（interpha5文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1SG2MG1周期性运转，周期性运转，在间期细胞体积增大在间期细胞体积增大(生长生长)，M 期细胞期细胞 先核分裂，先核分裂，接着胞质分裂，接着胞质分裂，G1SG2MG1周期性运转，周期性运转，在间期细胞体积增大在间期细胞体积增大(生长生长)，S期期DNA复制，复制，M期细胞期细胞先核分裂，接着胞质分裂，先核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。完成一个细胞周期。G1SG2MG1周期性运周期性运转转，6文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1G1期期时期时期:从有丝分裂结束到从有丝分裂结束到DNA合成开始之间。合成开始之间。FirstGap有丝有丝分裂后期分裂后期，子细胞继续生长时期。子细胞继续生长时期。时间时间:变化大变化大,几小时几小时-几天几天 人体人体 200 200 多种细胞，周期时间不同多种细胞，周期时间不同,主要在主要在 G1 G1。如：胚胎早期卵裂细胞如：胚胎早期卵裂细胞 几乎测不到几乎测不到G1G1期期 淋巴细胞淋巴细胞 数小时数小时 神经元细胞神经元细胞 终生停在终生停在G1G1期期G1期期时时期期:从有从有丝丝分裂分裂结结束到束到DNA合成开始之合成开始之间间。7文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。特点特点：能对各种环境信号：能对各种环境信号,进行综合协调，并进行综合协调，并作出反应，作出反应，以确定是否进入以确定是否进入S S期。期。事件：事件：细胞生长主要阶段。细胞生长主要阶段。合成组蛋白、非组蛋白、一些合成组蛋白、非组蛋白、一些酶类、一定量的酶类、一定量的RNA，还有微管蛋白和抑素。，还有微管蛋白和抑素。这些蛋白即触发蛋白，积累到一定程度，可通过这些蛋白即触发蛋白，积累到一定程度，可通过G1期检期检查点，进入查点，进入S期。期。抑素：抑素：与细胞停止在与细胞停止在G1期有关。期有关。特点：能特点：能对对各种各种环环境信号境信号,进进行行综综合合协调协调，并作出反，并作出反应应，以确定是否，以确定是否8文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。S期wDNA合成期w基本特点：（1）复制复制DNA，为分裂作准备（2）合成组蛋白和非组蛋白。合成组蛋白和非组蛋白。w时间：约10 h左右w形态：细胞增大wS期末期末，DNA加倍。加倍。完成完成DNA复制，才能入复制，才能入M期期。S期期DNA合成期合成期9文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。特点：特点：(1)主要为DNA合成：合成：开始时，急剧形成DNA聚合酶及 4 种脱氧核苷酸以后，合成DNA等。Bao和Johnson，采用Hela细胞。把G1期细胞与S期细胞融合，引起G1期细胞核合成DNA。融合的S期细胞越多，G1期细胞合成DNA的速度越快。S期细胞中有一种诱导物质，能促进DNA的合成。(2)S期的期的蛋白质合成：蛋白质合成：合成组蛋白和非组蛋白。合成组蛋白和非组蛋白。DNA复制过程中需不断合成蛋白质，组蛋白的合成和DNA的复制密切配合。Gurlez和Hardin：（1）用药物阻断蛋白质蛋白质合成（如加入环己酰胺），几秒钟后几秒钟后DNA合合成停止。成停止。（2）用药物抑制DNA合成（如加入阿霉素），组蛋白合成组蛋白合成立即停止立即停止，非组蛋白合成不受影响。特点：特点：10文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G2期期 时期时期:分裂之前分裂之前 时间时间：较短，约较短，约2-3h 多数细胞休止于G1期，也有细胞休止于G2期，如少数休眠的种子细胞。特点：特点：主要合成主要合成分裂有关分裂有关的蛋白质，尤以细胞骨架蛋白。的蛋白质，尤以细胞骨架蛋白。如阻止蛋白质合成，细胞不进入分裂。如阻止蛋白质合成，细胞不进入分裂。G2期期时时期期:分裂之前分裂之前11文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M期期 时期：时期：最终阶段最终阶段基本特点：形态、结构基本特点：形态、结构变化最大变化最大，细胞增殖标志，细胞增殖标志时间：短，较恒定时间：短，较恒定分期：分期：前期、中期、后期，末期前期、中期、后期，末期 M期期时时期：最期：最终阶终阶段段12文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。前期前期prophaseprophase染色质凝集，核膜崩解，纺缍体形成染色质凝集，核膜崩解，纺缍体形成特点：特点：1.染色体组装：染色体组装：染色质疑集，染色质疑集，M期开始。分裂前染期开始。分裂前染色质逐渐变短，变粗，成染色体，每个复制的染色质逐渐变短，变粗，成染色体，每个复制的染色体形成一对姐妹染色体（色体形成一对姐妹染色体（sisterchromatics）。）。2.2.纺缍体形成：纺缍体形成：中心粒中心粒:2:2套中心粒分离套中心粒分离,向两极移动向两极移动成为纺缍体的两个极，成为纺缍体的两个极，是微管组织中心是微管组织中心(MTOC)。3.3.核膜崩解，核膜崩解，前期结束。前期结束。前期前期prophase13文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M M期期-中期中期要点要点:纺缍体及赤道板形成纺缍体及赤道板形成 特点特点:纺缍体纺缍体：已形成，稳定：已形成，稳定 染色体染色体：高度浓缩，形成：高度浓缩，形成中期板中期板(赤道板赤道板)细胞形状：细胞形状：圆形圆形、易脱落易脱落M期期-中期中期14文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M期期后期后期要点要点:后期开始染色单体分离，分别移动到后期开始染色单体分离，分别移动到相反的纺锤体极。相反的纺锤体极。细胞形状：细胞形状：略变长。略变长。M期后期期后期15文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M期期末期末期要点要点:细胞质分裂，形成细胞质分裂，形成2个子细胞个子细胞特点特点胞质中重新出现正常结构，胞质中重新出现正常结构，纺缍体纺缍体消失。消失。新的新的核膜核膜形成，形成，染色体染色体解螺旋化形成染色质。解螺旋化形成染色质。胞质分裂胞质分裂cytokinesis：形成特殊临时性结构：收缩环，：形成特殊临时性结构：收缩环，细胞膜内细胞膜内陷，陷，生成生成2个子细胞个子细胞。每个子细胞含有一套完整的染色体，细。每个子细胞含有一套完整的染色体，细胞则完成一个周期，进入下一个间期。胞则完成一个周期，进入下一个间期。M期末期期末期16文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M期细胞的有丝分裂M期期细细胞的有胞的有丝丝分裂分裂17文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。典型的真核生物细胞周期都有2个特征：生长和细胞分裂。人迅速分裂的细胞经整个细胞周期要24 h：G1:7 h;S:10 h;G2:4.5 h;M:0.5 h一些细胞可以暂时离开细胞周期，进入G0期，处于G0期的细胞不分裂，也不生长。典型的真核生物典型的真核生物细细胞周期都有胞周期都有2个特征：生个特征：生长长和和细细胞分裂。胞分裂。18文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。0h 4h12h20h0h4h19文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件20文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一部分：1.细胞周期概况：间期：G0，G1，S，G2 分裂期：M2.实验发现一些蛋白和激酶调控细胞周期 MPF的发现：PCC：prematurely condensed chromosome 染色体超前凝集MFP：mitosis-promoting factors 细胞促分裂因子APC：anaphage promoting complex 细胞分裂后期促进复合物第一部分：第一部分：21文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。MPF的发现及其作用:MPF,即卵细胞促成熟因子(maturation-promoting factor),或促细胞分裂因子(mitosis-promoting factor),或M期促进因子(M phase-promoting factor).背景一:Rao和Johnson(1970、1972、1974)将Hela细胞同步于不同阶段，然后与M期细胞在灭活仙台病毒介导下诱导细胞融合，发现与M期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的染色体凝集，称之为染色体超前凝集(prematurely condensed chromosome，PCC)。如图所示:MPF的的发现发现及其作用及其作用:MPF,即卵即卵细细胞促成熟因子胞促成熟因子(matur22文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1期期PCC为单为单线状，因线状，因DNA未复制未复制;S期期PCC为粉末状，为粉末状，因因DNA由多个部位由多个部位开始复制开始复制G2期期PCC为双线为双线染色体染色体DNA复制已完成复制已完成PCC：染色体超前凝集这就意味着M期细胞具有某种促进间期细胞间期细胞进行分裂的因子，称为细胞促分裂因子mitosis-promoting factor。G1期期PCC为单线为单线状，因状，因DNA未复制未复制;S期期PCC为为粉末状，粉末状，G23文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。人M期细胞与袋鼠的G1、S、G2期细胞融合诱导PCC：同类同类M期细胞可以诱导期细胞可以诱导PCC，不同类的不同类的M期细胞也可以诱导期细胞也可以诱导PCC产生产生:PCC：染色体超前凝集：染色体超前凝集人人M期期细细胞与袋鼠的胞与袋鼠的G1、S、G2期期细细胞融合胞融合诱导诱导PCC：同同类类24文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。MPF,即卵细胞 促成熟因子(maturation-promoting factor),或促细胞分裂因子(mitosis-promoting factor),背景二：1971年,Masui和Markert用非洲爪蟾做实验，明确提出了MPF这一概念。非洲爪蟾卵母细胞卵母细胞在其卵巢里发育，它们复制DNA，然后在G2期停滞8个月。受到雄性刺激后，卵巢细胞分泌孕酮，刺激G2期细胞进行第一次减数分裂和第二次减数分裂，停滞在第二次减数分裂中期，称为卵子卵子（egg）。实验：（1）取一个G2期的卵母细胞，孕酮处理，诱导它成熟为卵细胞。（2）利用一微针头将停滞在第二次减数分裂中期的卵细胞（M期）的胞浆5%转移到另一个处于G2停滞期的卵母细胞卵母细胞，促进这个卵母细胞卵母细胞(G2期期)发育成熟。MPF,即卵即卵细细胞胞促成熟因子促成熟因子(maturation-pro25文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。因此，在成熟卵细胞的细胞质中必然有一种物质，可以诱导卵母卵母细胞细胞成熟，称之为促成熟因子，MPF。MPF:卵细胞促成熟因子(maturation-promoting factor),因此，在成熟卵因此，在成熟卵细细胞的胞的细细胞胞质质中必然有一种物中必然有一种物质质，可以，可以诱导诱导卵母卵母细细胞胞26文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离纯化出MPF：直到1988年，Maller实验室的Lohka等人才以非洲爪蟾为材料，分离得到了微克级的纯化的MPF。证明其含有p32和p45两种蛋白。二者结合后表现出蛋白激酶活性，可以使多种蛋白质底物磷酸化。证明，MPF是一种蛋白激酶。分离分离纯纯化出化出MPF：直到：直到1988年，年，Maller实验实验室的室的Loh27文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系：另一批生物学家以酵母为材料，从另一个侧面对细胞周期调控进行着深入研究.如：L.Hartwell以芽殖酵母为实验材料；如：P.Nurse 以裂殖酵母为实验材料。p34cdc2激激酶酶的的发现发现及其与及其与MPF的关系：另一批生物学的关系：另一批生物学28文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。P.Nurse在裂殖酵母裂殖酵母中发现的cdc2基因就是第一个被分离出来的cdc基因。其表达产物是一种相对分子量为34103的蛋白，被称为p34cdc2。进一步研究发现，p34cdc2具有激酶活性，可使多种蛋白底物磷酸化，在裂殖酵母周期调控中起关键性调节作用。L.Hartwell在芽殖酵母芽殖酵母中发现的cdc28基因是第二个被分离出的cdc基因，其表达产物也是一种相对分子量为34103的蛋白，被称为p34cdc28。它也是一种蛋白激酶，在G2/M转换过程中起中心调节作用。这些与细胞分裂和周期细胞分裂和周期调控调控有关的基因被称为(cell division cycle)cdc基因，根据被发现的先后顺序被命名。P.Nurse在裂殖酵母中在裂殖酵母中发现发现的的cdc2基因就是第一个被分离基因就是第一个被分离29文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。很快MallerNurse证明：MPF中的p34cdc28 可以被p34cdc2特异抗体所识别，并且p34cdc2可以加速MPF活性，表明二者是同源物。p34cdc2与p34cdc28是同源物。（脊椎动物MPF的催化亚单位是CDK1，在裂殖酵母为CDC2，芽生酵母为CDC28。）进一步研究发现：p34cdc2或p34cdc28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。很快很快MallerNurse证证明：明：MPF中的中的p34cdc2830文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。在研究酵母的同时，以Tim Hunt为代表的另一批科学家正在以海胆卵为材料，对细胞周期调控进行着深入研究。他们发现：有两种蛋白质的含量随细胞周期进程的变化而变化，一有两种蛋白质的含量随细胞周期进程的变化而变化，一般在细胞间期内积累，在细胞分裂期内消失，在下一个周期中又重般在细胞间期内积累，在细胞分裂期内消失，在下一个周期中又重复这一消长现象。复这一消长现象。因此称这两种蛋白为细胞周期蛋白(cyclin)。并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。MallerHunt合作证明：MPF中的另一种成分是周期蛋白B。序列分析证明，周期蛋白B与酵母的p56cdc13是同源物。周期蛋白B:Cyclin B在研究酵母的同在研究酵母的同时时，以，以TimHunt为为代表的另一批科学家正在代表的另一批科学家正在31文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Cyclin B的性质P468实验：卵（M期）提取物影响精子染色质（间期）的周期改变。（1）加入未经处理的蟾蜍卵提取物卵提取物，使精子染色质存在细胞周期事件；（2）加入RNA酶水解的卵提取物卵提取物，使精子染色质未见细胞周期事件。（3）当RNA酶处理卵提取物+野生型cyclinB mRNA，精子染色质的周期重现。（4）当加入RNA酶处理卵提取物加不能降解的cyclinB mRNA，精子染色质致密化，核膜溶解。但有丝分裂晚期事件染色体去致密化和核膜形成都不发生。说明：说明：卵提取物中卵提取物中CyclinB对细胞周期必需。对细胞周期必需。且：且：cyclin B降解降解 对精子染色质的细胞周期结束是必需的。对精子染色质的细胞周期结束是必需的。CyclinB的性的性质质P468实验实验：卵（：卵（M期）提取物影响精子期）提取物影响精子32文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CyclinB的降解：的降解：Cyclin B的N端含有destruction box，破坏框后面有Lys残基，结合泛素。细胞分裂后期促进复合物细胞分裂后期促进复合物（anaphase promoting complex,APC）MPF(CDC2+cyclinB)活性在分裂中期达到高峰。激活APC，cyclin B多泛素化，导致cyclin B降解，使MPF失活，进入下一个周期。Cyclin B在细胞周期中连续合成，但是在有丝分裂的间期活性升高，在有丝分裂晚期突然下降突然下降。CyclinB的降解：的降解：CyclinB的的N端含有端含有destr33文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。由此MPF的生化成分得到确定：（催化亚单位）（催化亚单位）（调节亚单位）（调节亚单位）酵母的p56cdc13p34cdc28CDK1MPF=p34cdc2 +cyclinB由此由此MPF的生化成分得到确定：的生化成分得到确定：（催化（催化亚单亚单位）（位）（调节亚调节亚34文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2001年年10月月8日美国人日美国人LelandHartwell、英国人、英国人PaulNurse、TimothyHunt因对细胞周期调控机理的研究因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖而荣获诺贝尔生理医学奖2001年年10月月8日美国人日美国人LelandHartwell、英、英35文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。MPF=p34cdc2 +cyclinBMPF=p34cdc2+cyclinB36文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期调控的主要分子机制细胞周期的内源性调控主要是通过“Cyclins-CDKs-CKIs”这一调控网络。细胞周期细胞周期内源性调控内源性调控CyclinsCDKs-CKIs正性调控正性调控核心核心负性调控负性调控CDKs（cyclin-dependent kinase）CKIs（CDK inhibitor）细细胞周期胞周期调调控的主要分子机制控的主要分子机制细细胞周期的内源性胞周期的内源性调调控主要是通控主要是通过过“C37文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第二部分3.Cyclins-CDKs-CKIs调控网络 Cyclins-CDKs 相互配合 Cyclins 不同时相而出现 CDKs 不同时相(而出现)4.G1S期转折5.G2M期转折6.CKIs第二部分第二部分38文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。3.Cyclins-CDKs-CKIs调控网络Cyclins（细胞周期蛋白）对CDKs具有正性调控作用CDKs（cyclin-dependent kinase，细胞周期蛋白依赖性激酶）是调控网络的核心CKIs（CDK inhibitor，细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子）具有负性调控作用。3.Cyclins-CDKs-CKIs调调控网控网络络39文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。周期蛋白 cyclins：自1983年首次发现周期蛋白后，许多科学家纷纷开展周期蛋白研究，短短10年就从各种生物中克隆分离了数十种周期蛋白，如酵母的Cln1、Cln2、Cln3、Clb1-Clb6，高等动物的周期蛋白A1-2、B1-3、C、D1-3、E1-2、F、G、H 等等。各种周期蛋白均含有100个左右的保守氨基酸序列，称为周期蛋白框，它可介导周期蛋白cyclins与CDK结合。周期蛋白周期蛋白cyclins：自：自1983年首次年首次发现发现周期蛋白后，周期蛋白后，许许40文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。部分周期蛋白分子部分周期蛋白分子结构特征构特征 图中除图中除Cln3外，均为人的周期蛋白分子。外，均为人的周期蛋白分子。所有这些分子均含有一个周期蛋白框，结合所有这些分子均含有一个周期蛋白框，结合CDK。部分周期蛋白分子部分周期蛋白分子结结构特征构特征图图中除中除Cln3外，均外，均为为人的周期蛋白人的周期蛋白41文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。周期蛋白(A,B)分子的N端含有破坏框。Destructionbox的下游含的下游含lys残基，残基，可结合多个泛素。可结合多个泛素。周期蛋白周期蛋白(A,B)分子的分子的N端含有破坏框。端含有破坏框。Destructi42文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期蛋白的细胞周期蛋白的破坏框破坏框与降解途径与降解途径细细胞周期蛋白的破坏框与降解途径胞周期蛋白的破坏框与降解途径43文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Cyclin D，C，E等含有：PEST序列(一个富含脯氨酸（P）、谷氨酸（E）、天冬氨酸（D）、丝氨酸(S)和苏氨酸（T）残基的PEST序列，与泛素结合而降解。与泛素结合而降解。CyclinD，C，E等含有：等含有：PEST序列序列(一个富含脯氨一个富含脯氨44文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。各种细胞周期蛋白随特定细胞时相而出现。各种细胞周期蛋白随特定细胞时相而出现。G1早期，cyclin D表达并与CDK4或CDK6结合，成为始动细胞周期的启动子；G1晚期、进入S早期后cyclin E表达，并与CDK2结合，推动细胞进入S期；进入S期后，cyclin A表达，并与CDK2结合，cyclin D、cyclin E降解；S晚期、G2早期，cyclin A表达，cyclin B表达，并与cdc2结合，促进细胞进入M期。各种各种细细胞周期蛋白随特定胞周期蛋白随特定细细胞胞时时相而出相而出现现。45文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件46文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Cyclins（细胞周期蛋白）对CDKs具有正性调控作用。CDKs（cyclin-dependent kinase，细胞周期蛋白依赖性激酶）是调控网络的核心。CKIs（CDK inhibitor，细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子）具有负性调控作用。Cyclins（细细胞周期蛋白）胞周期蛋白）对对CDKs具有正性具有正性调调控作用。控作用。47文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CDK人们对CDK的认识，最初是通过研究培养细胞和酵母细胞而得到的。目前已经确定的CDK有：裂殖酵母中CdC2；酿酒酵母中的CdC28、PHO85、KIN28以及人类细胞中CDK110。是一类重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，主要生物学作用是促进细胞周期时相转变、推进细胞周期运行促进细胞周期时相转变、推进细胞周期运行，CDK和其调节因子又被称作细胞周期引擎。异常可能导致肿瘤的发生。CDK人人们对们对CDK的的认识认识，最初是通，最初是通过过研究培养研究培养细细胞和酵母胞和酵母细细胞而胞而48文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CDK的分子量一般为3540kD，不同CDK的氨基酸组成有40%以上的同源性。典型的CDK催化亚基的活性中心约由300个氨基酸残基组成，当处于单体或非磷酸化状态时，CDK没有催化活性。CDK含有一段保守氨基酸序列-PSTAIRE，与周期蛋白cyclins的结合有关。CDK的分子量一般的分子量一般为为3540kD，不同，不同CDK的氨基酸的氨基酸组组成有成有49文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件50文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CDK的催化活性受到激活因素与抑制因素两方面的调节。在激活因素中，目前认为CDK与周期素的结合以及保守的苏氨酸残基的磷酸化是较为重要的两种调节因素而在抑制因素中，CDK的 N-端氨基酸残基的抑制性磷酸化以及抑制蛋白的结合是主要的调节因素。RegulationofCDKActivityCDK的催化活性受到激活因素与抑制因素两方面的的催化活性受到激活因素与抑制因素两方面的调节调节。Regu51文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。周期素的激活作用：周期素中的“周期素盒”结构域直接和CDK的结合，并与CDK的激活相关，周期素是CDK的正性调节剂。周期素的结合与激活作用主要通过周期素在细胞周期中的浓度波动来调控。磷酸化修饰的激活作用：CDK的激活还必须依赖于其保守的苏氨酸残基的磷酸化，如在人CDK1（p34cdc2）中的Thr161和CDK2中的Thr160的磷酸化，就与这两个酶的激活相关。催化CDK1和CDK2磷酸化的酶是CAK，该酶是一种寡聚体，其催化亚基为CDK7，调节亚基为周期素H。Activation of CDK周期素的激活作用：周期素的激活作用：ActivationofCDK52文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。磷酸化修饰的抑制作用：在人的CDK1和CDK2中，Thr14和Tyr15残基的磷酸化可抑制CDK的催化活性。催化Thr14磷酸化的为蛋白激酶Wee1，使Tyr15磷酸化的是蛋白激酶Myt1。催化Thr14和Tyr15脱磷酸化的是蛋白磷酸酶CDC25。因此，蛋白激酶Wee1和Myt1及蛋白磷酸酶CDC25的相对活性，决定CDK1和CDK2的活性高低。Inhibition of CDK磷酸化修磷酸化修饰饰的抑制作用：的抑制作用：InhibitionofCDK53文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件54文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Regulation of CDK ActivityCDK7RegulationofCDKActivityCDK755文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。抑制蛋白的抑制作用：近年来，已分离并鉴定了若干能够与周期素-CDK复合物特异性结合并抑制其活性的蛋白因子，这些蛋白因子被称为周期素依赖性蛋白激酶抑制蛋白（CKI）。大部分CKI都是抑癌基因的编码产物。在哺乳动物细胞中，目前已经确定的CKI主要有：P16INK4、P15INK4B、P21WAF1/CIP1、P27KIP1。P16INK4和P15INK4B 抑制CDK4,CDK6的活性。P21WAF1/CIP1、P27KIP1抑制CDK2的活性，P21WAF1/CIP1抑制CDK1的活性。抑制蛋白的抑制作用：抑制蛋白的抑制作用：56文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。cdc2cdc257文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。小结：Cyclins与CDKG1期期Cyclin D表达，并与CDK 4、CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，然后释放出转录因子E2F，促进其他Cyclin和CDK的转录；在在G1/S期期，Cyclin E与CDK2结合，促进细胞进入S期。进入S期期后，Cyclin E降解，CDK2转而与Cyclin A结合，推进细胞进入G2期；在G2/M期，Cyclin B合成并与CDK1结合，导致染色体凝缩，核膜解体等,促进细胞进入M期。在M期期，激活后期促进复合物APC（anaphase promoting complex），将泛素连接在Cyclin B上，导致Cyclin B被蛋白酶体降解、失活，结束M 期。DEAB小小结结：Cyclins与与CDKG1期期CyclinD表达，并与表达，并与58文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第二部分3.Cyclins-CDKs-CKIs调控网络 Cyclins-CDKs 相互配合 Cyclins 不同时相而出现 CDKs 不同时相而出现4.G1S期转折5.G2M期转折6.CKIs第二部分第二部分59文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。4.G1期到S期的转折，DNA的复制。14-3-34.G1期到期到S期的期的转转折，折，DNA的复制。的复制。14-3-360文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（一）（一）G1期胞周期蛋白（期胞周期蛋白（G1-cyclin）作用在G1期或G1/S交界期，启动细胞周期和促进DNA合成的cyclin，G1期是增殖细胞唯一能接受从外界传入的增殖或抑制增殖信号的时期。cyclinD：cyclinD1，cyclinD2，cyclinD3cyclinCcyclinE：cyclinE1，cyclinE2CyclinA（一）（一）G1期胞周期蛋白（期胞周期蛋白（G1-cyclin）61文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。cyclin D首先在酵母菌中被发现，它能激活CDK6，它有3个亚型，包括D1、D2、D3，具组织特异性。周期素D的C-端存在一个PEST序列。N-端含有一个共同顺序Leu-X-Cys-X-Glu，是周期素D与p110Rb等蛋白结合所必需。cyclin D1在G1中期合成达到高峰。cyclin D1的功能主要是促进细胞增殖。Cyclin D2峰值在G1晚期，给G1期细胞微量注射cyclin D2抗体，可使表达cyclin D2的淋巴细胞停滞在G1期。说明：cyclin D2是细胞从G1期向S期转移所必须的。cyclinD首先在酵母菌中被首先在酵母菌中被发现发现，它能激活，它能激活CDK6，它有，它有62文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。不同亚型周期素D在细胞内的表达模式不同，但主要是在G1期处于较高的表达水平。不同不同亚亚型周期素型周期素D在在细细胞内的表达模式不同，但主要是在胞内的表达模式不同，但主要是在G1期期处处于于63文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。cyclin E在cyclin D之后出现。cyclin E基因及其产物的表达在细胞周期的G1中期上升，至G1晚期或S早期达高峰，在G1晚期发挥正调控细胞周期的作用。cyclin A：cyclin A在cyclin E之后很快表达。cyclin A是G1期向S期转移的限速因素。cyclinE在在cyclinD之后出之后出现现。64文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Rb蛋白与蛋白与E2F转录因子转录因子Rb蛋白与蛋白与E2F转录转录因子因子65文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Rb基因基因 Rb是CDK 4/6-Cyclin D，CDK2-Cyclin E的底物。Rb基因位于人类染色体13q14，其转录产物Rb蛋白在细胞周期中起制动器功能。它能与转录因子E2F结合并阻止相应基因转录表达，从而抑制细胞生长。Rb(p110),Rb相关蛋白p107，p130抑制E2F的转录活性。Rb基因基因66文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件67文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞转录因子（细胞转录因子（E2F）在许多DNA合成基因和细胞生长调控基因的启动子合成基因和细胞生长调控基因的启动子中均含有E2F的位点，E2F可以直接活化这些基因，启动DNA合成使细胞进入S期。在E2F基因活化转录功能区内有一段18个氨基酸的序列可与Rb结合，Rb通过与E2F功能区的结合遮盖E2F功能区，抑制E2F转录功能，抑制DNA合成。细细胞胞转录转录因子（因子（E2F）68文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。有丝分裂原刺激G0期细胞，促进CDK 4/6,Cyclin D,E2F 的转录。Cyclin D表达，并与CDK 4/6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，然后释放出转录因子E2F。E2F促进E2F、CDK2，Cyclin E，A表达。G1晚期，CDK2，Cyclin E进一步磷酸化更多的Rb，释放更多的E2F，促进更多的E2F、CDK2，Cyclin E，A表达，形成正反馈。CDK2-Cyclin E和E2F相互正性调节。E2F的活化的活化有有丝丝分裂原刺激分裂原刺激G0期期细细胞，促胞，促进进CDK4/6,Cyclin69文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1期期Cyclin D表达，并与CDK 4、CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，然后释放出转录因子E2F，促进其他Cyclin和CDK的转录；在在G1/S期期，cyclinE与CDK2结合，促进细胞进入S期。进入S期期后，Cyclin E降解，CDK2转而与CyclinA结合，推进细胞进入G2期；小结：小结：G1期期CyclinD表达，并与表达，并与CDK4、CDK6结结合，使合，使70文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第二部分3.Cyclins-CDKs-CKIs调控网络 Cyclins-CDKs 相互配合 Cyclins 不同时相而出现 CDKs 不同时相而出现4.G1S期转折5.G2M期转折6.CKIs第二部分第二部分71文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。5.G2/M转折和有丝分裂的调控5.G2/M转转折和有折和有丝丝分裂的分裂的调调控控72文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G2 M期细胞周期蛋白期细胞周期蛋白 在G2M交界期诱导细胞分裂的cyclin。即在G2M期转换处发挥作用，诱导细胞分裂的周期素，包括周期素A、B两种。这类蛋白在其N-端含有一个降解盒，在M期通过泛素（ubiquitin）途径降解。cyclinA、cyclinB在在M期通过泛素途径降解，这是期通过泛素途径降解，这是细胞脱离有丝分裂所必须。细胞脱离有丝分裂所必须。G2M期期细细胞周期蛋白胞周期蛋白73文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1、cyclin A：cyclin A在cyclin E之后很快表达。cyclin A是G1期向S期转移的限速因素，也可促进细胞从G2期向M期的转化。2、cyclin B：哺乳动物cyclin B在S晚期合成，在G2期浓度升高，在M早期达到最高。能促进G2期向M期的过渡。1、cyclinA：cyclinA在在cyclinE之后之后74文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。cyclin A含量在S期及G2期初最高，cyclin B在G2期末含量最高；cyclin A与CDK2，CDK1结合，cyclin B与CDK1结合；cyclin A在S期发挥作用，与DNA的复制完成有关cyclin B在G2M交界期发挥作用，诱发细胞分裂及细胞分裂进展。cyclin A、cyclin B的区别：cyclinA、cyclinB的区的区别别：75文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CDK磷酸化修饰的激活作用：人CDK1（p34cdc2）中的Thr161和CDK2中的Thr160的磷酸化。催化CDK1和CDK2磷酸化的酶是CAK，该酶是一种寡聚体，其催化亚基为CDK7，调节亚基为周期素H。磷酸化修饰的抑制作用：人的CDK1中，Thr14和Tyr15残基的磷酸化可抑制CDK的催化活性。催化Thr14磷酸化的为蛋白激酶Wee1，使Tyr15磷酸化的是蛋白激酶Myt1。催化Thr14和Tyr15脱磷酸化的是蛋白磷酸酶CDC25。CDK磷酸化修磷酸化修饰饰的激活作用：的激活作用：76文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。在G2/M期，Cyclin B合成并与CDK1结合，作用于核纤层蛋白（lamins）、驱动蛋白（kinesin），参与DNA致密化的蛋白，泛素依赖的蛋白降解系统等，导致染色体凝缩，核膜解体等，促进细胞进入M期。CDK1的活化：当ATP结合部位14thr和15Tyr磷酸化，抑制。但14thr和15tyr去磷酸化，活化。CDC25活化CDK1-Cyclin B，CDK1-Cyclin B活化PLK1，PLK1活化CDC25，形成正反馈。Wee1、Myt1抑制CDK1-Cyclin B。CDK1-Cyclin B活化PLK1，PLK1抑制Weel，Wee1抑制CDK1-Cyclin B。CDC25被chk1，chk2抑制，也可因结合14-3-3而失活。DNA损伤，chk1，chk2活化，抑制CDC25，阻碍CDK1-Cyclin B，抑制细胞进入M期。在在G2/M期，期，CyclinB合成并与合成并与CDK1结结合，作用于核合，作用于核77文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件78文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第二部分3.Cyclins-CDKs-CKIs调控网络 Cyclins-CDKs 相互配合 Cyclins 不同时相而出现 CDKs 不同时相而出现4.G1S期转折5.G2M期转折6.CKIs第二部分第二部分79文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。6.CKIs可阻止细胞通过检验点，其作用方式是直接与可阻止细胞通过检验点，其作用方式是直接与CDK或或cyclin-CDK复合物结合，已发现的复合物结合，已发现的CKI有有p16家族和家族和p21家族家族p16家族又称家族又称INK4家族家族（inhibitors of kinase 4）P16,P15,P18,P19 特异性抑制 CDK4,CDK6。特异性抑制cdk4cyclin D1、cdk6cyclin D1复合物。P21家族又称家族又称CIP（CDKinhibitoryprotein）/KIP家族家族P21,P27,P57 抑制大多数 CDK 活性。P21cip/waf1还能与DNA聚合酶的辅助因子PCNA结合，直接抑制DNA的合成。14-3-36.CKIs可阻止可阻止细细胞通胞通过检验过检验点，其作用方式是直接与点，其作用方式是直接与CDK80文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。INK4家族的CKIINK家族的CKI包括p16(INK4a),p15(INK4b),p18(INK4c),P19(INK4d)INK4家族的蛋白识别家族的蛋白识别CDK4和和CDK6，但不识别CDK2，通过 与Cyclin D竞争结合CDK4而引起引起G1期停滞。期停滞。1、p16(INK4a)p16 INK4是CDK4的特异性抑制物，可与CDK4或CDK6的结合，抑制cyclin D-CDK4/6复合物的作用，竞争抑制CDK4对细胞生长分裂的正向作用，参与抑制细胞周期抑制细胞周期G1S的转化。的转化。p16启动子甲基化是该基因沉默的主要机制。INK4家族的家族的CKI81文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2、p15 INKb p15位于9号染色体紧邻p16的区域，它与p16一样属抑癌基因。高甲基化引起p15灭活常见于白血病和淋巴瘤。P15抑制CDK4/6.调节：Miz1（myc interacting zinc finger protein 1）能结合p15启动子的起始成分，增加p15的表达，引起细胞G1期阻滞，抑制Cyclin D的激酶活性。c-Myc 拮抗这一作用。TGF-激活p15的表达，减少c-Myc的表达，解除c-Myc对Miz1的抑制作用，增加p15的转录。c-Myc和Max、Miz1在p15启动子的起始部位形成复合物，抑制p15表达。2、p15INKb82文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。复制衰老复制衰老复制衰老复制衰老83文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CIP/KIPs家族的CKIs：p21、P27、p57等，CIP/KIPs家族的家族的CKIs：p21、P27、p57等等84文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。P27/KIP1是由抑癌基因KIP1编码合成的蛋白质，P27抑制抑制CDK2-Cyclin E活性，阻滞细胞与活性，阻滞细胞与G1期。期。激活p27：PTEN增加p27的表达，抑制p27的泛素化，提高其稳定性。Forkhead转录因子（Afx，Fkhr(FOXO1)）激活p27的转录。FKHR(FoxO1),a member of the FoxO subfamily of forkhead transcription factors,is an important target for insulin and growth factor signaling in the regulation of metabolism,cell cycle and proliferation,and survival in peripheral tissues抑制p27 ：p27启动子甲基化c-Myc阻碍p27与CDK2-Cyclin E的结合，间接抑制p27。Her2激活Akt，Akt结合和磷酸化p27，阻滞p27向核内转位。Her2激活Akt，Akt抑制FoxO1/3，FoxO1/3转录激活p21，p27。Her2间接抑制p21，p27。P27/KIP185文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。P21/CIP1是由抑癌基因WAF1/CIP1编码合成的蛋白质，几乎能与所有的周期素-CDK复合物结合，抑制其蛋白激酶活性，启动子上有p53结合位点。P21表达导致G1期阻滞和G2/M期阻滞。激活p21：P53转录激活p21.钙调蛋白钙调蛋白促进p21核转移。抑制p21 ：C-Myc抑制p21Her2激活Akt，Akt结合和磷酸化p21，阻滞p21向核内转位。Her2激活Akt，Akt抑制Foxo1/3，Foxo1/3转录激活p21，p27。Her2间接抑制p21，p27。P21/CIP186文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细细胞周期医学知胞周期医学知识识ppt课课件件87文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。14-3-3P53诱导14-3-3表达，14-3-3可以直接提高