细胞周期蛋白依赖性激酶
细胞周期蛋白依赖性激酶
周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)在调控纺锤体聚合检查点中起重要作用,其功能是启动、促进和完成细胞周期事件
细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物并磷酸化有丝分裂过程所必需的酶,引发有丝分裂的开始。细胞一旦进入有丝分裂期,促分裂后期复合物(an2aphase-promoting complex,APC)对细胞周期蛋白Β1进行酶解,阻止细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物,灭活已形成的CDK1-细胞周期蛋白Β1复合物,促使有丝分裂结束诱导细胞进入分裂后期。纺锤体聚合检查点激活后使APC的活性受到抑制,致使细胞周期蛋白Β1不间断地表达,阻滞细胞在分裂中期。在紫杉醇处理的细胞中,因细胞周期蛋白Β1连续表达引起的CDK1-细胞周期蛋白Β1活性增强与紫杉醇诱导的有丝分裂阻滞和细胞凋亡同时存在,而且CDK1显性负突变导致对紫杉醇诱导凋亡的抗性[8]。Zhao JS, Kim JE, Reed E, et al·Molecular mechanism of antitumor activity of taxanes in lung cancer (Review)·International Journal of Oncology, 2005, 27:247~256·细胞分裂周期的调控由内在和外在的2类途径通过细胞周期关卡进行控制。通过关卡实现时相的过渡受到细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-depend-entkinases, CDKs)的激活、CDKs 的失活、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitors, CKIs)的激活以及泛蛋白介导的蛋白水解等因素的影响。肿瘤细胞生长表现为细胞增殖失控、细胞周期和关卡调控失控。因此, CDK可作为抗肿瘤药物的靶点。
Bcl-2Bcl-2、Bax均为Βcl-2家族的成员,前者是从小鼠B细胞淋巴瘤中分离出来的一种由239个氨基酸组成的细胞凋亡抑制因子,可抑制射线、药物、癌基因等多种原因诱导的细胞凋亡;后者是细胞凋亡促进因子。Bcl-2蛋白通常与Bax蛋白形成异二聚体,阻止具有促凋亡活性的Bax蛋白同二聚体的形成,从而达到抑制细胞凋亡的作用
JNK/SAPK有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen-acti2vated protein kinases,MAPKs)超家族亚科的JNK/SAPK(c-Jun N- terminal kinases/stress - activated protein ki2nase),是与细胞凋亡密切相关的细胞内信号转导酶,通过一系列磷酸化级联放大反应将细胞外各种刺激性信号传入细胞内,调节着细胞分裂周期及细胞凋亡。JNK活性提高不是微管蛋白抑制剂引起肿瘤细胞凋亡所必需的,但JNK的激活有利于细胞的凋亡[6]。Sudo T, Nitta M, Saya H, et al·Dependence of paclitaxel sensitivity on a functional spindle assembly checkpoint·Cancer Res, 2004, 64(7):2502~2508·
caspase caspase家族涉及凋亡启动,是哺乳动物中的一类半胱氨酸蛋白酶家族。caspase 家族现有caspase-1~11个成员,某一个成员的激活将引起家族中其他成员一系列酶的级联反应[6]。紫杉醇通过激活caspase-3诱导U-2OS细胞死亡,进而引起细胞周期阻滞[13]
p53p53是研究最为广泛的抑癌基因,被认为是基因组的守护者,有野生型和突变型。野生型p53的过表达往往能够激活一系列基因的表达从而产生两个结果:细胞分裂周期阻滞和细胞凋亡。p53是遗传毒性压力的紧急制动器,阻止基因组中过多突变的蓄积。Yang等发现微管相关蛋白as2trin的沉默可以诱导p53依赖的细胞凋亡,同时伴随着促凋亡bax蛋白表达的提高和caspase-3活性的增加[15][15]Yang YC, Hsu YT, Wu CC, et al·Silencing of astrin induces the p53-dependent apoptosis by suppression of HPV18 E6 expression and sensitizes cells to paclitaxel treatment in HeLa cells·Biochem Biophys Res Commun,2006, 343(2):428~434·
微管由α和β两种微管蛋白的异二聚体组成,其聚合和解聚的动力学特性,在细胞有丝分裂过程中发挥着重要作用。药物结合到微管或者微管蛋白的特定位点,干扰微管的聚合和解
聚,进而影响细胞有丝分裂
上调p53的表达和促进Bcl-2磷酸化,使肿瘤细胞周期停止于M期,诱导细胞凋亡
碳酸酐酶(carbonic anhydrases, CAs)是一类分布广泛的含锌金属酶,能够催化CO2的可逆水合反应,产生参与人体多种生理过程的HCO3-及H+。某些CAs与肿瘤之间存在着联系，碳酸酐酶II(CA II)在恶性脑瘤、胃和胰腺肿瘤上高表达;碳酸酐酶IX(CA IX)、XII(CA XII)仅存在肿瘤细胞中[13]SUPURAN CT, SCOZZAFA V A A. Carbonic anhydrases as targets formedicinal chemistry[ J].BioorgMed Chem, 2007, 15(4): 4336-4350.
经典的碳酸酐酶抑制剂(CAI)包括乙酰唑胺(acetazolamide, AAZ)、甲酰唑胺(methazolamide, MZA)、乙氧唑胺(ethoxzolamide,EZA)等,而最近合成的碳酸酐酶抑制剂也主要为磺酰胺类化合物
叶酸是肿瘤细胞的必要营养物质,抗叶酸剂一直是治疗各种肿瘤的重要药物,它通过抑制叶酸依赖性酶,如二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase,DHFR)、胸苷酸合酶( thymidylate synthase, TS)、氨酰胺核苷酸甲酰基转移酶(glycinamide ribonucle-otide transformylase, GAR Tfase)和氨基咪唑-4-甲酰胺基核苷酸甲酰基转移酶(aminoimidazole-4-carbox-amide ribonucleotide transformylase, AICAR Tfase)等,阻断嘌呤、核酸和某些氨基酸的生物合成,导致肿瘤细胞凋亡。[20]曹胜利,郭燕文,王先波.抗叶酸剂类抗肿瘤药物的研究进展[J].中国新药杂志, 2007, 16(10): 747-753.
甲硫氨酰氨肽酶(methionine aminopeptidase,MetAP)在除去新生成的多肽链N端第一个不必要的甲硫氨酸过程中起着关键作用,是与蛋白成熟相关的重要酶之一。根据氨基酸的序列,MetAP分为2种亚型,即I型酶MetAP1和II型酶MetAP2。与正常细胞相比,MetAP2在肿瘤细胞中表达的浓度较高,对肿瘤细胞的增殖和生长至关重要。
组蛋白去乙酰酶(histone deacetylase, HDAC)在调控一些肿瘤抑制基因的表达中起着关键的作用,抑制HDAC的活性可以抑制许多肿瘤细胞的生长,导致其分化和死亡。不当的组蛋白去乙酰化可使肿瘤(如白血病)细胞中基因表达受阻,HDAC抑制剂通过抑制HDAC活性使组蛋白乙酰化,重新激活并恢复正常的基因表达,最终诱导肿瘤细胞分化和死亡肿瘤的“血管生成启动”(angiogenesis switch)是以癌基因激活肿瘤表达血管生成因子的前体蛋白为特征,血管内皮细胞生长因子(vascular endothelialgrowth factor, VEGF)属于此类前体蛋白,因此,VEGR成为抗肿瘤药物的靶点之一。
人钙调素依赖蛋白激酶II
人钙调素依赖蛋白激酶II（elisa）试剂盒 使用说明 详细介绍： 人钙调素依赖蛋白激酶II（elisa）试剂盒使用说明 检测范围：96T 4pg/ml-200pg/ml 使用目的： 本试剂盒用于测定人血清、血浆及相关液体样本中钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII）含量。 实验原理 本试剂盒应用双抗体夹心法测定标本中人钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII）水平。用纯化的人钙调素依赖蛋白激酶II （CaMKII）抗体包被微孔板，制成固相抗体，往包被单抗的微孔中依次加入钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII），再与HRP 标记的钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII）抗体结合，形成抗体-抗原-酶标抗体复合物，经过彻底洗涤后加底物TMB显色。TMB 在HRP 酶的催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色。颜色的深浅和样品中的钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII）呈正相关。用酶标仪在450nm 波长下测定吸光度（OD 值），通过标准曲线计算样品中人钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII）浓度。 试剂盒组成
1 30 倍浓缩洗涤液20ml×1 瓶7 终止液6ml×1 瓶 2 酶标试剂6ml×1 瓶8 标准品（320pg/ml）0.5ml×1 瓶 3 酶标包被板12 孔×8 条9 标准品稀释液1.5ml×1 瓶 4 样品稀释液6ml×1 瓶10 说明书1 份 5 显色剂A 液6ml×1 瓶11 封板膜2 张 6 显色剂B 液6ml×1/瓶12 密封袋1 个 标本要求 1．标本采集后尽早进行提取，提取按相关文献进行，提取后应尽快进行实验。若不能马上进行试验，可将标本放于-20℃保存，但应避免反复冻融 2．不能检测含NaN3 的样品，因NaN3 抑制辣根过氧化物酶的（HRP）活性。 操作步骤 1. 标准品的稀释：本试剂盒提供原倍标准品一支，用户可按照下列图表在小试管中进行稀释。 160pg/ml 5 号标准品150μl 的原倍标准品加入150μl 标准品稀释液 80pg/ml 4 号标准品150μl 的5 号标准品加入150μl 标准品稀释液 40pg/ml 3 号标准品150μl 的4 号标准品加入150μl 标准品稀释液
细胞周期检查点与肿瘤治疗
细胞周期检查点与肿瘤治疗 本综述由解螺旋学员hello负责整理（2017年12月） 细胞周期指细胞从上次分裂结束到下次分裂结束所经历的过程，包括分裂期（M期）和分裂间期。根据DNA合成的情况，间期又分为G1期（DNA合成前期，Gap1）、S期（DNA合成期）和G2期（DNA合成后期，Gap2）。细胞周期蛋白（cyclin）与细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin dependent kinase, Cdk）是细胞周期调控系统的核心。Cyclin随细胞周期进程周期性出现及消失，哺乳动物的cyclin包括cyclinA-H。Cyclin在分子结构上均含有一段保守序列，称为细胞周期蛋白框，介导cyclin与Cdk的结合1。Cdk按发现的先后顺序命名为Cdk1~8，其激酶活性需要在cyclin和磷酸化的双重作用下激活2。Cdk激酶抑制物（CKI）负性调节Cdk活性，CKI分为CIP/KIP和INK4两大家族。在细胞周期进程中，Cdk结合特定的cyclin，使相应的蛋白质磷酸化，促进G1期向S期，G2期向M期的转换。细胞周期检测点（checkpoint）能够监控细胞周期的活动，保证细胞染色体数目的完整性及细胞周期正常运行，包括未复制DNA检测点、纺锤体组装检测点、染色体分离检测点和DNA损伤检测点3。未复制DNA检测点监控DNA复制，决定细胞是否进入M期，保证细胞分裂必须发生于DNA 复制之后。纺锤体组装检测点监控纺锤体组装，决定细胞是否进入后期，防止纺锤体装配错误的中期细胞进入后期。染色体分离检测点监控后期末子代染色体在细胞中的位置，决定细胞是否进入末期及发生胞质分裂，只有染色体分离正常的后期细胞可以通过染色体分离检测点进入末期。DNA损伤检测点监控DNA损伤的修复，决定细胞周期是否继续进行，负责监测细胞DNA损伤后的修复。DNA损伤后，细胞周期检查点激酶（checkpoint kinase）可以阻滞细胞周期，修复受损的DNA，从而维持基因组的稳定性，包括Chk1（checkpoint kinase 1）和Chk2（checkpoint kinase 2）。研究表明，生长因子如表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF）、血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor, PDGF）、转化生长因子（transforming growth factor, TGF），RNA剪接因子SR蛋白、SR特异激酶（SR protein specific kinase, SRPK1），microRNA均参与了对细胞周期的调控。细胞周期与组织再生、肿瘤发生关系密切。肿瘤细胞可以分为三类细胞周期行为不同的细胞：增殖型细胞、暂不增殖型细胞和不增殖型细胞，根据肿瘤细胞所处的有丝分裂时相，确定有效的治疗方法，为肿瘤治疗提供理论依据4。 DNA损伤检测点激酶Chk1在肿瘤发生发展中扮演的角色尚有争议。最初，Chk1是抑癌
细胞周期蛋白依赖性激酶活化激酶与肿瘤
细胞周期蛋白依赖性激酶活化激酶与肿瘤 【摘要】目前研究认为,肿瘤是由带有受损DNA的细胞连续异常分裂造成的细胞周期疾病。由CDK7、cyclin H、MAT1 组成的复合物CAK,在细胞周期中有重要作用并与多种癌性组织相关。CAK可以调节乳腺癌细胞内ER的转录活性,反向调节成神经瘤细胞G1期的生长/分化转换,在子宫内膜癌组织内高表达,其基因的遗传性变型还可能影响肺癌的危险性等等。这种相关性也预示CAK可能成为未来癌症治疗的新靶点。 【关键词】CAK;CDK;肿瘤;癌症;细胞周期;磷酸化 近几十年,肿瘤的发病率逐年上升,渐渐引起人们的重视。从分子水平上说,肿瘤起源于细胞周期调控机制的破坏。细胞周期(G1,S,G2,M)是由连续的允许细胞生长和增殖的事件所组成的级联反应。细胞周期蛋白依赖性激酶活化激酶(cyclin dependent kinase-activating kinase,CAK)可以作用于这个级联反应中的许多重要调节因子,影响它们的活性;这些调节因子在控制细胞生长和导致癌细胞形成过程中有重要作用。因此,CAK与肿瘤发生有着密切的关系。 1 人类CAK的结构和功能 人类CAK是人类基因普通转录因子IIH(The human general transcription factor,TFIIH)的一部分。TFIIH是有关依赖RNA聚合酶II(RNAP II)转录调节的一个普通转录因子,参与II型转录和核苷酸切除修复。TFIIH由九个亚基构成,其中p34、p44、p52、p62和p89/XPB亚基形成核心TFIIH;在其余四个亚基中,CDK7、cyclin H、MAT1 形成CAK复合物,与另外一个亚基XPD 作用后结合到核心TFIIH上。CAK也可以游离形式存在。CAK可以磷酸化RNAP II大亚基的羧基末端结构域(CTD)等转录组分,在转录过程中十分重要[1]。 CAK可以单独调节许多细胞周期调节子,如细胞周期前进的关键调节子细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinases,CDKs)。细胞周期素(cyclins)与CDKs结合,激活CDKs的活性。CAK磷酸化CDKs的苏氨酸残基进一步激活CDK-cyclin复合物。活化的CDK-cyclin复合物驱动细胞周期前进。此外,CAK 还可以磷酸化其他细胞周期调节子,比如:p53,CKIs等。 2 CAK与肿瘤 癌症的本质是增生性的细胞周期疾病, 可能源于细胞周期调节因子失调。细胞周期由多种物质共同调节,CAK与它们相互作用,可能在细胞周期控制、转录调控、DNA损伤修复等有关肿瘤形成的过程中有重要作用。 2.1 CAK与乳腺癌乳腺癌细胞内,雌激素受体(ER)alpha接受雌激素信号驱动乳腺癌细胞的转录。雌激素信号促进CAK的组装因子MAT1的核转位,MAT1与雌激素受体的激活功能2区相互作用。CAK复合物通过磷酸化ER,刺激ER的
细胞周期依赖性激酶CDKs介绍
热门靶点-细胞周期依赖性激酶CDKs介绍细胞周期是细胞生命活动的基本过程，它控制着细胞从静止期转向生长增殖期。细细胞周期蛋白依赖激酶（CDKs）和细胞周期蛋白（Cyclins）是整个细胞周期调控机制中的核心分子。细胞周期失调是人类癌症的一个共同特征，细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）抑制剂对细胞周期控制起着至关重要的作用，也是一个最有前景的癌症治疗领域。细胞周期蛋白依赖性激酶属于丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员之一，是一种由细胞周期催化激酶亚基和调节亚基组成的二聚体复合物，目前已经发现11个CDK成员。CDK调节机制依靠正向磷酸化（CDK激动激酶，CAK）和负向磷酸化（Weel，Myt1），以及相关的具有驱动细胞周期的CDK-细胞周期蛋白复合物组装成的高度互连的调节机制。 抗肿瘤细胞周期药物治疗目前已知的机制有如下四个。 阻滞细胞周期从G1期进入S期。cyclin-CDKs负责调节细胞周期来完成细胞的分裂。cyclin D和CDK4/6在细胞周期进程中发挥着关键的作用，可使Rb蛋白磷酸化和失活，阻滞细胞增殖周期进入S 期。特异性ATP 竞争性CDK4/6抑制剂可诱
导Rb 蛋白阳性肿瘤不可逆的细胞周期G1期阻滞。选择性CDK4/6抑制剂包括ribociclib、abemaciclib和palbociclib，阻滞细胞从G1期进入S期，提高抗肿瘤效果。诸多的细胞周期治疗药物中，批准临床应用只有CDK4/6抑制剂ribociclib、abemaciclib、palbociclib，阻滞细胞周期从G1期进入S期，激活抗肿瘤免疫，控制代谢功能和调节转录水平。 调节转录水平有丝分裂期间细胞转录保持在低水平状态，只有当丝分裂结束后转录才会重新激活。CDK9 和CDK12可调控细胞转录。细胞周期治疗领域的研究主要是寻找转录CDKs的抑制剂。 激活抗肿瘤免疫研究证实，CDK4/6抑制剂不仅能诱导肿瘤细胞周期阻滞，还促抗肿瘤免疫：首先，CDK4/6抑制剂激活肿瘤细胞内源性逆转录病毒成分表达，增加细胞内双链RNA水平，进而刺激产生Ⅲ 型干扰素并增加肿瘤抗原递呈；其次，CDK4/6抑制剂显著抑制调节性T细胞的增殖，促进细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的清除。此为CDK4/6抑制剂联合肿瘤免疫治疗的理论基础。 控制细胞代谢功能细胞分裂需cyclin和CDKs这类关键的细胞周期调节蛋白，cyclin-CDKs复合体能够调节细胞代谢从而引起肿瘤消退。Wang等研究显示，cyclin D3- CDK6激酶可以磷酸化糖代谢通路中的两个关键酶（6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶M2）并抑制其代谢活性，这直接激活糖代谢的磷酸戊糖通路和丝氨酸通路。研究提示，cyclin D3-CDK6可能成为人类肿瘤亚型的分层因子，cyclin D3-CDK6抑制剂通过调节细胞周期和细胞代谢而成为新的肿瘤治疗方法。 CDK家族蛋白在细胞周期中调控关键的检查点，是充分被验证可用于各种疾病治疗的靶点。主要的药物发现集中在经典的ATP竞争性抑制剂，而新技术的出现也推动了非经典的CDK抑制剂的研究，如变构位点抑制剂、共价抑制剂和非ATP竞争的多肽模拟物。MMD37K是第一个非ATP 竞争性的CDK4/6抑制剂，目前正在开展临床研究。它的出现将引起非经典的CDK抑制剂与存在的ATP竞争性CDK 抑制剂的对比，推动新一代CDK抑制剂的发展。帕博西布（Palbociclib），abemaciclib和ribocicilib都是CDK4/6选择性抑制剂，目前已经被FAD批准或者上
细胞周期蛋白依赖性激酶
细胞周期蛋白依赖性激酶 周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)在调控纺锤体聚合检查点中起重要作用,其功能是启动、促进和完成细胞周期事件 细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物并磷酸化有丝分裂过程所必需的酶,引发有丝分裂的开始。细胞一旦进入有丝分裂期,促分裂后期复合物(an2aphase-promoting complex,APC)对细胞周期蛋白Β1进行酶解,阻止细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物,灭活已形成的CDK1-细胞周期蛋白Β1复合物,促使有丝分裂结束诱导细胞进入分裂后期。纺锤体聚合检查点激活后使APC的活性受到抑制,致使细胞周期蛋白Β1不间断地表达,阻滞细胞在分裂中期。在紫杉醇处理的细胞中,因细胞周期蛋白Β1连续表达引起的CDK1-细胞周期蛋白Β1活性增强与紫杉醇诱导的有丝分裂阻滞和细胞凋亡同时存在,而且CDK1显性负突变导致对紫杉醇诱导凋亡的抗性[8]。Zhao JS, Kim JE, Reed E, et al·Molecular mechanism of antitumor activity of taxanes in lung cancer (Review)·International Journal of Oncology, 2005, 27:247~256·细胞分裂周期的调控由内在和外在的2类途径通过细胞周期关卡进行控制。通过关卡实现时相的过渡受到细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-depend-entkinases, CDKs)的激活、CDKs 的失活、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitors, CKIs)的激活以及泛蛋白介导的蛋白水解等因素的影响。肿瘤细胞生长表现为细胞增殖失控、细胞周期和关卡调控失控。因此, CDK可作为抗肿瘤药物的靶点。 Bcl-2Bcl-2、Bax均为Βcl-2家族的成员,前者是从小鼠B细胞淋巴瘤中分离出来的一种由239个氨基酸组成的细胞凋亡抑制因子,可抑制射线、药物、癌基因等多种原因诱导的细胞凋亡;后者是细胞凋亡促进因子。Bcl-2蛋白通常与Bax蛋白形成异二聚体,阻止具有促凋亡活性的Bax蛋白同二聚体的形成,从而达到抑制细胞凋亡的作用 JNK/SAPK有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen-acti2vated protein kinases,MAPKs)超家族亚科的JNK/SAPK(c-Jun N- terminal kinases/stress - activated protein ki2nase),是与细胞凋亡密切相关的细胞内信号转导酶,通过一系列磷酸化级联放大反应将细胞外各种刺激性信号传入细胞内,调节着细胞分裂周期及细胞凋亡。JNK活性提高不是微管蛋白抑制剂引起肿瘤细胞凋亡所必需的,但JNK的激活有利于细胞的凋亡[6]。Sudo T, Nitta M, Saya H, et al·Dependence of paclitaxel sensitivity on a functional spindle assembly checkpoint·Cancer Res, 2004, 64(7):2502~2508· caspase caspase家族涉及凋亡启动,是哺乳动物中的一类半胱氨酸蛋白酶家族。caspase 家族现有caspase-1~11个成员,某一个成员的激活将引起家族中其他成员一系列酶的级联反应[6]。紫杉醇通过激活caspase-3诱导U-2OS细胞死亡,进而引起细胞周期阻滞[13] p53p53是研究最为广泛的抑癌基因,被认为是基因组的守护者,有野生型和突变型。野生型p53的过表达往往能够激活一系列基因的表达从而产生两个结果:细胞分裂周期阻滞和细胞凋亡。p53是遗传毒性压力的紧急制动器,阻止基因组中过多突变的蓄积。Yang等发现微管相关蛋白as2trin的沉默可以诱导p53依赖的细胞凋亡,同时伴随着促凋亡bax蛋白表达的提高和caspase-3活性的增加[15][15]Yang YC, Hsu YT, Wu CC, et al·Silencing of astrin induces the p53-dependent apoptosis by suppression of HPV18 E6 expression and sensitizes cells to paclitaxel treatment in HeLa cells·Biochem Biophys Res Commun,2006, 343(2):428~434· 微管由α和β两种微管蛋白的异二聚体组成,其聚合和解聚的动力学特性,在细胞有丝分裂过程中发挥着重要作用。药物结合到微管或者微管蛋白的特定位点,干扰微管的聚合和解
细胞周期调控与肿瘤发生
细胞周期调控与肿瘤发生 细胞周期(cell cycle)是细胞生命活动的基本过程,指从细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止的过程,DNA合成和细胞分裂是细胞周期的两个主要事件。在进化过程中,细胞发展并建立了一系列的调控机制,以确保细胞周期严格有序地交替和各时期依次有序变更。细胞的调控机制主要以蛋白质的相互作用为基础，以信号传递引起一系列级联反应为主要过程，以对整个过程的监督和控制为主要表现形式。 人们对细胞周期的调控是从MPF的发现开始的。最初，人们对MPF有以下两种解释： 1、细胞分裂期（M期）细胞中的一种能够使染色体凝集的因子，称为细胞促分裂因子（mitosis-promoting factor,MPF）或M期促进因子(M-phase-promoting factor,MPF)。 2、成熟的卵细胞中的一种可以诱导卵母细胞成熟的物质，称为卵细胞促成熟因子（matuation-promoting factor,MPF）。 但是，随着对MPF的深入研究，科学家又给出了新的解释：MPF是一种能够促进细胞有丝分裂或G2/M转换的周期蛋白激酶，含有两个亚单位，一个是催化亚单位，一个是调节亚单位。催化亚单位的激酶活性要通过与调节亚单位的结合才能体现出来。MPF的调节亚单位就是细胞周期蛋白（cyclin）。 cyclin是一类随细胞周期变化周而复始出现和消失的蛋白质。目前，人们已相继克隆和分离数十种cyclin，这些不同的cyclin在细胞周期中表达的时期不同，执行的功能各异。但各种周期蛋白之间有共同的结构特点，即均含有一段约100个氨基酸残基的保守序列，称为周期蛋白框（cyclin box）。周期蛋白框介导cyclin 与CDK（周期蛋白依赖性蛋白激酶）的结合，不同的周期蛋白框识别不同的CDK，组成不同的周期蛋白-CDK复合体，表现不同的CDK激酶活性。M期cyclin白分子的近N端含有一段9个氨基酸组成的特殊序列，称为破坏框（destruction box），参与泛素介导的周期蛋白A和B的降解。G1期cyclin分子的C端含有一段特殊的序列，可能与G1期cyclin的更新有关。 而周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent kinase，CDK），是蛋白质激酶家族中的一员，有三个重要的功能域，其中第二功能域结合cyclin，和cyclin 协同作用，是细胞周期调控中的重要因子。CDK可以和cyclin结合形成异二聚体，其中CDK为催化亚基，cyclin为调节亚基，不同的cyclin-CDK复合物，通过CDK活性调节不同底物磷酸化，从而实现对细胞周期的调控。 在细胞周期中，CDK激酶的活性受到多种因素的综合调节。cyclin与CDK 的结合是CDK激酶活性的必要条件和先决条件，但并不是充分条件。如果仅仅是cyclin和CDK的结合，并不能激活CDK激酶的活性，因为激酶活性的体现还需要激酶本身的修饰（如磷酸化和去磷酸化）及一些细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CDK inhibition,CDKI，可以通过抑制CDK激酶的活性，对细胞周期起负调控作用）的去除等。 细胞周期是一个高度有序的运转过程。如前所述,它的正确运转是在适宜的环境中通过对cyclin-CDK复合物的活性进行精确调控来实现的。cyclin、CDK 的异常表达、CDK抑制因子的缺失等都将使细胞周期发生紊乱,细胞的增殖失控,最终发生癌变。 肿瘤是一类以细胞生长和增殖失控为主要特征的疾病,细胞在增殖、分化和
DNA依赖性蛋白激酶在妇科肿瘤中的研究进展
?１０２８? ＤＮＡ依赖性蛋白激酶在妇科肿瘤中的研究进展 刘双胡Ａ（综述），卢玉波※，祝英杰（审校） （昆明医学院第三附属医院妇瘤科，昆明６５０１１８） 中围分类号：１１．７３７．３文献标识码：Ａ文章编号：１００６－２０８４（２０１０）０７－１０２８－０３ 摘要：ＤＮＡ依赖蛋白激酶（ＤＮＡ－ＰＫ）是哺乳动物细胞ＤＮＡ损伤修复的关键酶。研究表明， 妇科肿瘤，如宫颈癌、卵巢癌中普遍存在ＤＮＡ－ＰＫ表达的变化，提示该酶在妇科肿瘤的发生、发 展过程中发挥着重要的作用，并与肿瘤的临床分期、放射敏感性和预后有重要关系。近年来， 关于ＤＮＡ－ＰＫ的结构与功能、在肿瘤细胞株中的活性、在肿瘤组织中表达的研究日益深入，以 ＤＮＡ—ＰＫ为靶点的ＤＮＡ修复抑制剂作为肿瘤放化疗增敏药已陆续研发并进入临床前试验，有 望成为肿瘤诊断和治疗的新靶点。 关键词：ＤＮＡ依赖蛋白激酶；ＤＮＡ双链断裂；宫颈癌；卵巢癌 ＴｈｅＬａｔｅｓｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＤｉｍ－ＰＫｉｎＧｙｎｅｃｏｌｏｇｉｃＯｎｃｏｌｏｇｙＨＵＳｈｖａ．ｇ－ｙ．ｅ，ＬＵ沌一ｂｏ，朋Ｕ ｎ增ｌ】！ｅ．（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｇ＇ｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌＯｎｃｏｌｏｇｙ，ｔｈｅＴｈｉｒｄＨｏ印ｔｍｌＡｆｆｄｉａｔｅｄｔｏｌ６，ｎｍｉｎａＭｅｄｗａｌＣｏｌ— ｌｅｇｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０１１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤＮＡｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅ（ＤＮＡ—ＰＫ）ｉｓａｋｅｙＤＮＡｄａｍａｇｅｒｅｐａｉｒｅｎｚｙｍｅｓｏｆ ＭａｍｍａｌｉａｎｅｅＵｓ．Ｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｇｙｎｅｃｏｌｏｇｉｃｏｎｃｏｌｏｇｙ．ｓｕｃｈａｓｃｅｒｖｉｃａｌａｎｄｏｖａｒｉ∞ｃａｎｃｅｒ． ｅｘｐｒｅｓｓｅｄＤＮＡｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓｌｙ．Ｅｎｚｙｍｅｉｎｔｈｅｓｅｇｙｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｔｕｍｏｒｓｐｌａｙｅｄ∞ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅ ｔｕｍｏｒｉｇｅｎｅｓｉｓａｎｄ ｔｕｍｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｕｍｏｒｃｌｉｎｉｃａｌｓｔａｇｅ，ｒａｄｉａ－ ｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｒｏｇｎｏｓｉｓ．Ｉｎｔｍ，ｅｎｔｙｅａｒｓ，ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｔｕｍｏｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＤＮＡ．ＰＫｈａｓｂｅｅｎｒｅｓｅａｃｈｅｄｄｅｅｐ．ＷｉｔｈＤＮＡ．ＰＫ∞ｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｆｔｈｅＤＮＡｒｅｐａｉｒｉｎｈｉｂｉ．１０ｔｓａｎｄｃａｎｃｅｒｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ—ｓｅｎｓｉｔｉｚｉｎｇｄｒｕｇｓｈａｖｅｂｅｅｎｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｅｎｔｅｒｅｄｔｈｅｐｒｅ－ｅｌｉｎ??ｉｃａｌｔｒｉａｌｓ．Ｉｔｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅａｎｅｗｔａｒｇｅｔｏｆｃａｎｃｅｒｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＮＡｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅ；ＤＮＡｄｏｕｂｌｅｓｔｒａｎｄｂｒｅａｋ；Ｕｔｅｒｉｎｅ ｃｅ盹ｅｍｌｅｅｒ； Ｏｖａｒｉａｎｃａｎｃｅｒ 多种因素如电离辐射、ＤＮＡ代谢以及活性氧损 伤等都可以引起细胞ＤＮＡ双链断裂（ＤＮＡｄｏｕｂｌｅ ｓｔｒａｎｄｂｒｅａｋ，ＤＳＢ），这是基因突变、染色体断裂的主 要原因之一，ＤＮＡ依赖性蛋白激酶（ＤＮＡｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎｋｉ—ｎａｓｅ，ＤＮＡ—ＰＫ）是ＤＮＡ损伤修复的关键 酶，决定着受损肿瘤细胞的转归。辐射损伤可被体 内的化学反应迅速修饰，而细胞内残存的ＤＮＡ损伤 则通过损伤监视系统纠正，此监视系统包括ＤＮＡ损 伤的识别、损伤信号传递、基因转录以及细胞反应。 研究发现ＤＮＡ－ＰＫ参与了ＤＮＡ损伤的直接识别，并 且对于ＤＳＢ修复、基因重组、基因转录以及基因调控 等具有重要作用。近年来其在肿瘤的发生、发展、诊 断和治疗等研究中引起人们越来越多的重视。现就 ＤＮＡ－ＰＫ的生物学作用及其在妇科肿瘤组织内的异 常表达、与放射敏感性的关系、肿瘤放射增敏作用等 有关方面的研究进展予以综述。 ｌＤＮＡ?ＰＫ的分子生物学特征 １．１ＤＮＡ－ＰＫ的结构ＤＮＡ－ＰＫ是由双链ＤＮＡ激 活的１个丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，ＤＮＡ．ＰＫ由一个 催化亚基（ＤＮＡ－ＰＫｃｓ）和２个调节亚基Ｋｕ７０／Ｋｕ８０ 异二聚体组成（Ｋｕ蛋白最初是作为一种自身抗原在 一名患有多发性肌炎－硬皮病重叠综合征自身免疫性 疾病的Ｅｌ本患者血清内被发现的，其命名是源于第１个患者姓名的前２个字母Ｋｕ）。哺乳动物细胞中，Ｋｕ蛋白由２条相对分子质量分别为７０和８６的多肽链组成异源二聚体，分别称为Ｋｕ７０和Ｋｕ８６（也称Ｋｕ８０），人Ｋｕ７０基因位于２２ｑ１３，编码６０９个氨基酸，Ｋｕ８０基因位于２ｑ３３～３４，编码７２３个氨基酸，ＤＮＡ－ＰＫｃｓ基因位于８ｑ１１，ＤＮ－ＰＫｃｓ蛋白由４１２７个氨基酸组成，相对分子质量约４７０１１Ｉ。 １．２ＤＮＡ－ＰＫ的功能ＤＳＢ是一种最严重的ＤＮＡ损伤，根据ＤＮＡ末端连接是否需要同源性， 将ＤＮＡ双链断裂修复可分为同源重组和非同源重 组（ＤＮＡｎｏｎｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｅｎｄ－ｊｏｉｎｉｎｇ，ＮＨＥＪ），在２条 修复途径当中，ＮＨＥＪ修复是人类最主要的修复途 径旧＇３Ｊ。ＤＮＡ－ＰＫ是ＮＨＥＪ修复系统中最重要的组成 部分，也是这一过程的关键酶，它参与细胞ＤＳＢ的修 复，并且可以通过磷酸化多种蛋白底物而广泛参与 转录和细胞凋亡过程，在维持细胞的遗传稳定性方 面具有重要意义。ＤＳＢ修复过程如下：ＤＳＢ发生后， 首先ＫｕＳ０和Ｋｕ７０识别并结合于每一条ＤＮＡ链末 端，Ｋｕ蛋白本身具有的解螺旋酶活性使２个断端局 部解链，其次Ｋｕ－ＤＮＡ复合物吸引ＤＮＡ．ＰＫｃｓ到损伤 部位与之结合并被激活，完成修复后ＤＮＡ－ＰＫ即发生 自身磷酸化ＤＮＡ—ＰＫ复合体从ＤＮＡ链上解离【３，４】。 ＤＮＡ双链发生断裂后，ＤＮＡ－ＰＫ缺陷的细胞可 能因染色体断裂不能修复而死亡，也可能发生不合 理的重组导致染色体异常，甚至不修复而导致遗传 信息丧失，这些细胞携带异常的遗传信息继续存活， 可能成为癌变发生的根本原因【５Ｊ。ＤＮＡ—ＰＫ功能的 丧失必然导致细胞损伤修复能力的降低，ＤＮＡ损伤 在细胞内累积造成基因组的不稳定性及突变率增 加。有研究证实，ＤＮＡ．ＰＫ具有防止肿瘤发生和发展 的作用，损伤修复功能缺陷者易患各种恶性肿瘤，几 乎所有癌症患者的损伤修复能力均低于正常人旧。。万方数据
细胞周期的划分及各个时期的特点(新)
细胞周期的划分及各期特点 【摘要】本文主要是对细胞周期的划分进行简单描述，对细胞周期各个时期的特点进行归纳整理。 【关键词】细胞周期；蛋白质； DNA； 细胞增殖周期，简称细胞周期(cell cycle)，是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期，分裂间期分G1、S和G2期。分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。细胞在分列前，必须进行一定的物质准备。在细胞分裂期中，不仅要进行DNA复制，还要进行RNA和蛋白质的合成。 1.分裂间期 间期分为DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期（G2期）三个阶段。 1.1 G1期 是指从有丝分裂完成到DNA复制之前的这段时间，又称DNA合成前期。G1期是一个生长期，在这一时期主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备。 在这一时期mRNA、rRNA、tRNA的合成加速，导致结构蛋白和酶蛋白的形成。G1期又分为G1早期和G1晚期两个阶段；细胞在G1早期中合成各种在G1期内所特有的RNA和蛋白质，而在G1晚期至S期则转为合成DNA复制所需要的若干前体物和酶分子，包括胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶等，特别是DNA聚合酶急剧增高。这些酶活性的增高对于充分利用核酸底物，在S期合成DNA是不可少的条件。 在此期中，细胞要发生一系列生物化学变化，其中最主要的是要合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质。有些学者把这种蛋白质称为触发蛋白（trigger protein）,触发蛋白的积累有助于细胞通过G1期的限制点进入S期。这种蛋白又称为不稳定蛋白，简称U蛋白。此外，在G1期中还有Hl组蛋白的磷酸化，脱氧核苷的库存增加等变化。Groppi和Coffino发现，G1期也有组蛋白的合成。在G1期中产生了一种称为抑素的物质，与细胞停留在G1期有关。抑素是一种水溶性物质，具有不可透析性、热不稳定性和能为乙醇沉淀等性质，Honk等人为，肿瘤细胞之所以无节制的加速繁殖，是由于对抑素的敏感性降低了。 1.2 S期
14 细胞周期(二)
细胞生物学 第十四章细胞周期(二) The Cell Cycle Control System ?The cell cycle control system is regulated by both internal and external controls. ?The clock has specific checkpoints where the cell cycle stops until a go-ahead signal is received. 2
细胞周期调控 一、细胞周期调控因子的发现 二、细胞周期调控因子 三、细胞周期调控的机制 四、其他 3 一、细胞周期调控因子的发现 1、有丝分裂促进因子（mitosis promoting factor，MPF） 2、成熟促进因子（maturation promoting factor，MPF） 3、细胞分裂周期基因（cell division cycle gene，cdc） 4、细胞周期蛋白(cyclin) 4
1、MPF 的发现 5 G1期PCC S 期PCC G2期PCC 1970年，Johnson RT 和Rao PN 发现M 期HeLa 细胞与间期细胞融合形成早熟染色体凝集（PCC ）。这一现象提示在M 期细胞中存在诱导染色体凝集的因子，称为有丝分裂促进因子（mitosis promoting factor ，MPF ）。 ?1971年，Masui Y 和Markert CL 通过非洲爪蟾卵实验发现成熟卵母细胞细胞质中含有促卵母细胞成熟的因子，称为成熟促进因子（maturation promoting factor ，MPF ）。 卵细胞成熟示意图：细胞质移植实验发现MPF ： MPF 的发现
细胞周期,癌症与诺贝尔奖
细胞周期，癌症与诺贝尔奖 2001年的诺贝尔生理医学奖授予了3位研究细胞周期并取得卓越成就的科学家，他们的工作使我们对细胞增殖及其与癌症的关系有了更深刻的理解，从而为我们找到治愈癌症之路指明方向。但是，他们的工作究竟有多重要，而有那么多的科学家在这一领域中工作，为什么独独是这3位而不是其它人得到这个全世界科学家都梦寐以求的这个荣誉呢？我们就来看看他们到底都做了些什么。 2001年诺贝尔生理医学奖获奖者（从左至右）Leland Hartwell、Tim Hunt和Paul Nurse。 一、细胞周期 所谓细胞周期（cell cycle）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。在这个过程中，细胞遗传物质复制并加倍，且在分裂结束时平均分配到两个子细胞中去。细胞周期又可以分为间期（interphase）和有丝分裂期(M phase)。从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的时期就是间期。这一时期，在光学显微镜下看不到细胞有明显的变化，但此时期的细胞内却正在进行一系列的生化活动，主要的活动围绕制造完全相同的又一套遗传物质展开。这一期以DNA合成为标志，又分为G1期，S期和G2期。而在光学显微镜下可以看到的只是M期，经过分裂期，加倍的染色体和其他细胞组分被平均分配到两个完全一样的子细胞中。换句话，通过分裂，形成了一个新细胞。 事实上早在1841年，时任职于柏林大学的波兰神经内科学家和生物学家罗伯特·里麦克（Robert Remak，1815-1865）就报道了细胞分裂现象，并得出结论，细胞分裂是细胞增殖的方式也是机体生长发育的“根本动力”；更有意义的是，他在此时就已经认为肿瘤组织中细胞的形成机制“几乎与正常动物组织相同”。不过，由于受观察手段得的限制，人们还不可能了解到有丝分裂间期中发生的生化事件，而又由于在显微镜下染色体的变化是如此规律，因此，认为细胞的增殖活动主要发生在形态变化明显的有丝分裂期就不难理解了。直到1953年，Howard和Pelc才发现蚕豆根尖细胞分裂中遗传物质DNA的复制发生于静止期中的一个时期，这一时期与有丝分裂期在时间上存在前后两个间隙。由此，他们第一次明确的提出了细胞周期的概念，并将细胞周期划分为上述的4个时期，其中的S期即是DNA合成的时
细胞周期与肿瘤增殖的关系
细胞周期与肿瘤增殖的关系 细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。细胞通过有丝分裂、无丝分裂和减数分裂来达到增值的目的，细胞在分裂之前必须进行各种必要的物质准备，然后才能进行细胞分裂。通过一系列的分裂，如此周而复，始细胞的数量不断增加。这种细胞物质累积与细胞分裂的循环过程，称为细胞增殖。从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累的过程，直到下一次细胞结束为止，称为一个细胞周期（cell cycle）。一个细胞周期既是一个细胞的整个生命过程。 肿瘤是机体的细胞异常增殖形成的新生物，常表现为机体局部的异常组织团块（肿块）。肿瘤性增殖与非肿瘤性增殖有重要区别，表现在： 1.肿瘤性增殖与机体不协调，对机体有害； 2.肿瘤性增殖一般是克隆性的； 3.肿瘤的细胞形态、代谢和功能均有异常，不同程度地失去了分化成熟的能力； 4.肿瘤细胞生长旺盛，失去控制具有相对的自主性，即使引起肿瘤性增殖的初始因素已消除，仍能持续生长。 众所周知肿瘤的最主要特征就是无限增殖，也就是说:肿瘤细胞具有永生化（immortalization）的特性。染色体末端存在称为端粒（telomere）的DNA重复序列，其长度随细胞的每一次分裂逐渐缩短。细胞分裂一定次数后，端粒短缩到一定程度，细胞死亡。生殖细
胞具有端粒酶活性，可使缩短的端粒长度恢复，但大多数体细胞没有端粒酶活性，体外培养细胞只能分裂大约50次。许多恶性肿瘤细胞都含有端粒酶活性，可能使其端粒不会缩短，这与肿瘤细胞的永生化有关。肿瘤细胞永生使细胞周期发生紊乱，细胞的增殖体系不受控制。 研究发现一个细胞周期分为四个时相，即G1期、S期、G2期和M期。在G1期的晚期阶段有一个特定时期如果细胞连续分裂，则可以通过这个特定时期，进入S期，开始合成DNA，并继续前进，直到完成细胞分裂。这个特定时期被称为限制点（R点）或检验点。限制点被认为是G1期晚期的一个基本事件。细胞只有在内在和外在因素的共同作用下才能完成这一基本事件，任何因素影响到这一基本事件的完成都将严重影响细胞从G1期向S期的转换。肿瘤细胞的发生可能是由于在这个限制点时的内在或者外在因素的改变使得细胞的分裂方向发生改变，现在已知的致癌因素有三个方面：物理因素、化学因素和生物因素。例如物理因素中的射线、化学因素中的烷化剂和酰化剂都有可能影响到R点的功能，使细胞发生癌变。G1期之后的正常细胞有三个去向：分化、持续增殖、暂不增殖（G0期细胞或休眠细胞）细胞癌变后将向着持续增殖的方向走去，不再受到细胞内各种机制的控制，使细胞永生！ 细胞增殖是受到细胞核基因的控制的，在核基因中有原癌基因和抑癌基因与细胞的肿瘤发生有关，这些基因在正常的时候不会引起肿瘤，它们编码的产物是对促进细胞生长增殖十分重要的蛋白质，如生长因子、生长因子受体、信号转导蛋白和转录因子。当这些基因发生
细胞周期CellCycle
第二节细胞周期(Cell Cycle) 一、细胞周期的基本概念 地球上所有的饰物均是通过充分的细胞生长和分裂而维持生存和保持物种延续的。一个细胞经过一系列生化事件而复制它的组分，然后一分为二，这种周期性的复制和分裂过程称为细胞周期。细胞增殖是通过细胞周期实现的。 在50年代以前,人们把细胞的二次分裂之间的周期称为静止期,因为此时看不出明显形态变化(光镜下),从而认为细胞处于静止状态,将研究重点放在有明显变化的分裂期。1953年,Howard(霍华德)等用同位素32P-磷酸标记蚕豆根尖细胞,发现二次分裂的间期是极其关键的阶段,与DNA复制有关的一系列生化反应均在此阶段,并不静止,而改称为间期,他们第一次提出了一个完整的细胞周期的概念,并确定了细胞周期可划分为四个时期（图4-5）: 图4-5细胞周期全过程示意图 间期(Ⅰ) DNA合成前期G1 DNA合成仅在一小段时间, InterPhase DNA合成期S 在合成前后各有一段间期(Gap) DNA合成后期G2 前期prophase 分裂期(M) 中期metaphase Mitotin phase 后期anaphase 末期telophase
I: 为细胞的生长、体积倍增。 M:为细胞的分裂,产生二个子细胞。 细胞周期所需时间为周期时限,用Tc表示,各时期所需时间,以TG1 ,Ts,TG2 ,Tm表示,各种细胞的细胞周期时限不一致,可用细胞放射自显影或流式细胞分析仪等测量,一般S,G2 ,M变化小,G1差异大。 如人的组织培养细胞,在37℃条件下,大约18-22小时完成一个周期,而间期约占95%。约17小时以上,分裂期45'-1小时左右,可见准备时间长,真正分裂时间很短。 二、各时相的生化活动和形态变化特点 近年来研究表明,在各时期中细胞内发生复杂而有序的生化变化,特别是间期,生化活动显得更为活跃,另外,细胞形态也发生相应的变化。 1.G1期DNA合成前期 指的是上一次细胞分裂结束到DNA开始合成时的这一阶段。 (1)生化: 此阶段进行着活跃的物质合成,供细胞生长及为DNA合成期(S期)作准备, RNA、蛋白质合成迅速,大量合成RNA (rRNA、mRNA、tRNA),形成核糖体,导致结构蛋白和酶蛋白的迅速合成。 早晚期合成物明显不同: G1早期:是合成与细胞功能有关的特有蛋白质、酶,供细胞生长用,即用于形成新细胞成份的代谢活动。 G1晚期:主要是合成与DNA合成有关的一些酶和前体物,且RNA含量高于早期, 如DNA聚合酶活性急剧升高,四种核苷酸,组蛋白的mRNA等,还有能量的贮备。 所以, G1期为周期中一个重要阶段,其中任何环节受到干扰或抑制,如RNA 量和某些蛋白质量达不到阀值就停止,细胞即不能进入S期。 (2)形态变化 核质比逐渐变小,刚分裂结束的子细胞遗传物质与母细胞等量,但体积质量约比母细胞小,经G1期细胞内部活跃的物质代谢,细胞体积逐渐增大,主要是胞质增加,所以核质比变小,细胞表面泡状,丝状突起以及微绒毛逐渐减少。 (3)TG1一般是细胞周期中最长的阶段,有的12小时,有的几天,几月或更长,在周期中变化最大。G1期短,周期短,环境条件影响周期时间一般也是影响G1期时间。
细胞周期控制系统的组成成分
细胞周期控制系统的组成成分 很多年以来,虽然细胞生物学家看了DNA合成的模拟过程,例如,有丝分裂和胞与分裂,但是不知道控制著这些分裂过程背后的原理..细胞周期控制系统就像一个在细胞裹的黑箱般不清楚.细胞生物学家甚至究竟细胞有一个独立的控制系统还是DNA合成过程,有丝分裂和胞质分裂不知道为什麽自我控制都不清楚.一个主要的突破发生在1980年代的后期,这突破在于鉴定控制控制系统的主要蛋白质.随著这个突破.人们发现这些蛋白质有别于参与DNA複制,染色体分离等等的过程 的蛋白质 我们首先考虑细胞控制系统运作的基本原理.之后我们讨论系统的蛋白质成分和这些蛋白质如何激活细胞周期的不同时期. 细胞周期控制系统引发细胞周期的主要过程 细胞周期控制系统就像一个自动洗衣机的控制系统般运作.洗衣机透过一连串的步骤运作:进水,搅拌,清洗,冲洗和洗干.这些重要的步骤与细胞周期的重要步骤十分相似—DNA複制,有丝分裂等等.在这两个系统中,一个中央控制器有序地引发每一个步骤.(图17-13)
图17-13 这是有关细胞周期的控制.细胞周期的主要步骤,例如DNA複制,有丝分裂和胞质分裂是由细胞周期控制系统引发.透过与洗衣机的比拟,细胞周期控制系统是...(more...) 一个人如何可能设计出一个控制系统透过细胞周期的活动(对于洗衣机,或者是一个清洗周期?)来安全地引导细胞?原则上,一个人可以想像出最简单的控制系统应该有以下的特徵: 一个可以在特定时间启动每一件事件的时钟或计时器,因此提供固定时间用来完成每一件事情. 一个以正确的顺序启动事件的机理;例如,细胞必须在DNA複制之后进入有丝分裂. 一个可以确保每一个事件在一个周期只被引发一次的机理. 一个完全地和不可逆地引发事件的二项开关(启动/关闭).如果没有这开关,这很明显将会造成极严重的后果,例如,如果染色体压缩或核膜分解被引发但不完全. 鲁棒性:备份机理,从而确保细胞周期能正确地进行,甚至当部分系统不能正常运作的时候.
浅谈细胞周期调控
浅谈细胞周期调控 朱春森 摘要：近年来有关细胞周期调控机制研究进展较快，细胞周期调控可分为G1期调控和非G1期调控。在G1期调控中，细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK激活后,通过Rb蛋白和转录因子启动基因转录。P16、p21、p15等蛋白通过抑制CDK的活性而发挥作用。P53蛋白和ｍｄｍ2蛋白协同调节细胞周期活动。细胞周期的停滞或细胞凋亡对维护基因组稳定有重要意义。 关键词：细胞周期调控 Cyclin CDK CDI 调控机制 细胞周期调控是指各种调控因子通过自身的激活和灭活,使细胞启动和完成细胞周期重要事件,并保障这些事件按次序正常进行。细胞周期调控对维护基因组的稳定有着重要的意义。 1. 细胞周期调控的分子基础 细胞周期调控的分子基础包括细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖蛋白激酶(CDK)和细胞周期蛋白依赖蛋白激酶抑制物(CDI)。它们分别包括CyclinA、CDK17和ｐ21、ｐ27、ｐ18等,ｐ53和视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)也参与细胞周期调控。 Cyclin 周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。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A 1-2、B 1-3 、C、 D 1-3 、E 1-2 、F、G、H等。分为G 1 型、G 1 /S型S型和M型4类（见表 1）。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合。 表1不同类型的周期蛋白 *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 CDK