细胞周期调控

由此得出p34cdc2与p34cdc28是同源物。进一步 研究发现：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。 很快Maller＋Nurse证明：MPF中的p32可以 被p34cdc2特异抗体所识别，并且p34cdc2多肽片 断可以加速MPF活性，表明二者是同源物。
因此，在成熟卵细胞的细胞质中必然有一种物质，可以 诱导卵母细胞成熟，称之为促成熟因子，MPF。 进一步实验表明：在成熟卵母细胞中，MPF已经存在， 只是处于非活性状态，称为前体MPF(preMPF)。非活 性态的前体MPF通过翻译后修饰，可以转化为活性态 的MPF。
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。
含有破坏框。G1期周期蛋白分子的C端含有 一个PEST序列。
部分周期蛋白分子结构特征 图中除Cln3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。
细胞周期蛋白的破坏框与降解ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ径
G1周期蛋白也通过类似的途径降解，但其N端没有破坏框，C端有一 段PEST序列与其降解有关。
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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，它可介导周期蛋白与 CDK结合。 M期周期蛋白(A2,B1)分子的N端
Ⅱ 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, P.Nurse以裂殖酵母为实验材料。 他们的实验原理都相同：均是在不同温度下培养 酵母,获得不同的温度敏感突变体, 这些不同的突变 体在限定温度下，会滞留在细胞周期的某个阶段 以及表现出不同的形态结构。这些与细胞分裂和 周期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。
G1期PCC为单线状，S期PCC为粉末状，G2期PCC为双线染色体， 因DNA未复制;因DNA由多个部位开始复制;说明DNA复制已完成。
不仅同类M期细胞可以诱导PCC，不同类 的M期细胞也可以诱导PCC产生:
人M期细胞与袋鼠（Ptk）G1、S、G2期细胞融合诱导PCC：
这就意味着M期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子， 称为细胞促分裂因子。
p56cdc13是同源物。

由此MPF的生化成分得到确定：
MPF = p34cdc2 + cyclinB
（催化亚单位）（调节亚单位）
2001年10月8日美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、 Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖
Ⅲ 周期蛋白：

芽殖酵母及其细胞周期
Hartwell还通过研究酵母菌细胞对放射线的感受性，提出了 checkpoint（细胞周期检验点）的概念，意指当DNA受到损伤时， 细胞周期会停下来。
裂殖酵母及其细胞周期


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。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。 Maller＋Hunt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
细胞周期调控
生物工程学院 王丹
ⅠMPF的发现及其作用:


MPF,即卵细胞促成熟因子(maturation-promoting factor),或细胞促分裂因子(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:
不同周期蛋白的表 达时期不同，与不 同的CDK结合， 调节不同CDK激 酶的活性。
CDK


P.Nurse在裂殖酵母中发现的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34×103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34×103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。

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。非洲爪蟾卵细胞发育过 程分为六个阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ期。前四 个时期为卵母细胞生成和生长阶段 。其中 第Ⅳ期 时细胞核较大，称为生发泡(germinal vesicle,GV),此 时细胞就停留在该时期，等待成熟。