第14章 细胞增殖调控与癌细胞 1细胞周期调控 细胞分裂促进因子的发现及作用，周期蛋白与周期蛋白依赖 性激酶，细胞周期的调控。 2癌细胞 癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因，肿瘤的发生与发展
http://www.cella.cn 第14章 细胞增殖调控与癌细胞 1 细胞周期调控 细胞分裂促进因子的发现及作用，周期蛋白与周期蛋白依赖 性激酶，细胞周期的调控。 2 癌细胞 癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因，肿瘤的发生与发展
14.1细胞增殖调控 一、 MPF的发现及其作用 最早的细胞周期调控相关蛋白：细胞促成熟因子(MPF)及类似蛋 白的发现和研究 ● 1970sRao等发现与M期细胞(Hela,人宫颈癌传代细胞)融合的间期 细胞染色体发生凝缩，称为早熟染色体凝集。 Gl期PCC(premature chromosome condensation,早熟染色体凝 集)为单线状，因DNA未复制。 -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。 ● 说明M期细胞具有促进间期细胞走向分裂的因子，即卵 细胞成熟促进因子(maturation-promoting factor,MPF)。 7ae2008
一、MPF的发现及其作用 最早的细胞周期调控相关蛋白：细胞促成熟因子（MPF）及类似蛋 白的发现和研究 • 1970s Rao等发现与M期细胞(Hela,人宫颈癌传代细胞)融合的间期 细胞染色体发生凝缩，称为早熟染色体凝集。 – G1期PCC（premature chromosome condensation, 早熟染色体凝 集）为单线状，因DNA未复制。 – 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。 • 说明M期细胞具有促进间期细胞走向分裂的因子，即卵 细胞成熟促进因子(maturation-promoting factor, MPF)。 14.1 细胞增殖调控
M期人染色体 M期人染色体 M期人染色体 G1期 M期 S期 M期 G2期 M期 诱导PtkG1期细胞染色体 诱导Pt收S期细胞染色体 诱导PkGz期细胞染色体 M期人染色体 M期人染色体 色体 早熟染色体凝集 M期细胞与袋鼠(Ptk)G1、S、G2期细胞融合诱导PCC: 提示M期细胞 存在诱导PCC的因子
早 熟 染 色 体 凝 集 M期细胞与袋鼠（Ptk）G1、S、G2期细胞融合诱导PCC：提示M期细胞 存在诱导PCC的因子
1971年，Masui等研究非洲爪蟾卵母细胞成熟过程。发现成熟的卵母细胞 中存在可诱导卵母细胞成熟的物质二一即促成熟因子(MPF),明确提出 MPF这一概念。 孕酮 裂至减数分裂=中期，此时细胞成熟 孕酮刺激爪蟾卵母细胞促使其成熟分 各级卵母细胞 减数分裂I 受精 减数分裂· 受精卵 第一次卵裂 D72008
• 1971年，Masui等研究非洲爪蟾卵母细胞成熟过程。发现成熟的卵母细胞 中存在可诱导卵母细胞成熟的物质——即促成熟因子（MPF），明确提出 MPF这一概念。 孕 酮 刺 激 爪 蟾 卵 母 细 胞 促 使 其 成 熟 分 裂 至 减 数 分 裂 Ⅱ 中 期 ， 此 时 细 胞 成 熟
孕酮刺激未成熟的G2期卵母细胞，同时加入蛋白合成抑制剂， 则不能促使卵母细胞成熟 孕酮促使特殊蛋白的合成，卵母细胞成熟需要这些蛋白激活。 成熟的卵母细胞的细胞质移植到未成熟的G2期卵母细胞中， 在蛋白合成抑制剂存在下，仍能促使卵母细胞成熟 促卵母细胞成熟的因子在未成熟的G2期卵母细胞中已经存在，只是 没有激活。 孕酮 细胞质移植 促使其成熟 细胞质移植 酮刺激成熟的卵母细 第V期卵母细胞 Dr Tian 2008 减数分裂Ⅱ中期卵细胞
• 孕酮刺激未成熟的G2期卵母细胞，同时加入蛋白合成抑制剂， 则不能促使卵母细胞成熟 • ——孕酮促使特殊蛋白的合成，卵母细胞成熟需要这些蛋白激活。 • 成熟的卵母细胞的细胞质移植到未成熟的G2期卵母细胞中， 在蛋白合成抑制剂存在下，仍能促使卵母细胞成熟 • ——促卵母细胞成熟的因子在未成熟的G2期卵母细胞中已经存在，只是 没有激活。 孕 酮 刺 激 成 熟 的 卵 母 细 胞 的 细 胞 质 移 植 到 未 成 熟 的G2 期 卵 母 细 胞 中 可 促 使 其 成 熟
MPF是什么？ MPF指M期细胞中存在的促进细胞分裂的因子，1988， Lohka通过MPF纯化分析，发现MPF由两个亚基组成，P32 和P45,两者结合后有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性。 P32周期蛋白依赖性蛋白激酶 主要成分 P45周期蛋白 D72008
MPF是什么？ MPF指M期细胞中存在的促进细胞分裂的因子，1988， Lohka通过MPF纯化分析，发现MPF由两个亚基组成，P32 和P45，两者结合后有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性。 主要成分 P32 周期蛋白依赖性蛋白激酶 P45 周期蛋白
·二、p34dc2激酶的发现及其与MPF的关系 Hartwell1960s,Nurse1970s分别以芽殖酵母和裂殖酵母为材 料，利用温度敏感突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因 (cdc)。如： 裂殖酵母cdc2、芽殖酵母cdc28突变型在限制温度下无法分裂； weel突变型则提早分裂，cdc25突变型细胞体积增大而不分裂； cdc2和cdc28都编码34KD的蛋白激酶(P34cdc2,P34cdc28)促进细胞周期 进行，weel和cdc25分别表现为抑制和促进cdc2的活性。 。 cdc2和cdc28是最早分离的两个基因，两者的突变导致酵母 细胞分裂停留在G2M期，由此可见两者表达的产物P34dc2 P34dc28和MPF一样具有促使细胞分裂的作用
• Hartwell 1960s, Nurse 1970s 分别以芽殖酵母和裂殖酵母为材 料，利用温度敏感突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因 ( cdc)。如： – 裂殖酵母cdc2、 芽殖酵母cdc28突变型在限制温度下无法分裂； – wee1突变型则提早分裂，cdc25突变型细胞体积增大而不分裂； – cdc2和cdc28都编码34KD的蛋白激酶（P34cdc2 , P34cdc28 )促进细胞周期 进行，weel和cdc25分别表现为抑制和促进cdc2的活性。 • cdc2和cdc28是最早分离的两个基因，两者的突变导致酵母 细胞分裂停留在G2/M期，由此可见两者表达的产物P34cdc2 , P34cdc28和MPF一样具有促使细胞分裂的作用。 •二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系
p34cdc2,p34cdc28和MPF有什么关系呢？ 研究表明：P34dc2,P34cdc28和MP℉中的P32是同源性蛋白。 P34cdc2和另一种蛋白P56cdc13结合才有活性。 Hunt1980s发现海胆的卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞 周期进程变化而变化，命名为周期蛋白(cyclin)A和B,是 细胞进入M期必需的。其mRNA能诱导蛙卵非细胞体系进入 细胞周期循环，并且参与MPF功能调解。 进一步的研究发现MP℉的另一成分就是周期蛋白B,并且周 期蛋白B和酵母的P56dc13是同源物。 因此MPF=Cdc2+clyclin B。两个亚基结合后才有蛋白激酶活 性，Cdc2为催化亚基，周期蛋白B为调节亚基
• 研究表明： P34cdc2 ，P34cdc28和MPF中的P32是同源性蛋白。 • P34cdc2和另一种蛋白P56cdc13结合才有活性。 • Hunt 1980s发现海胆的卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞 周期进程变化而变化，命名为周期蛋白（cyclin）A和B，是 细胞进入M期必需的。其mRNA能诱导蛙卵非细胞体系进入 细胞周期循环，并且参与MPF功能调解。 • 进一步的研究发现MPF的另一成分就是周期蛋白B，并且周 期蛋白B和酵母的P56cdc13是同源物。 • 因此MPF=Cdc2+clyclin B。两个亚基结合后才有蛋白激酶活 性，Cdc2为催化亚基，周期蛋白B为调节亚基。 p34cdc2, p34cdc28和MPF有什么关系呢？
cyclin cyclin-dependent kinase(Cdk) (A) (B) mitosis interphase mitosis interphase 与周期蛋白的关系 MPF activity cyclin concentration Dr Tian 2008
MPF 与周期蛋白的关系
三、细胞周期蛋白(cyclin) 特点： ·在细胞周期中呈周期性变化。 ①含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框（cyclin box),介导 与CDK(cyclin dependent kinase)结合。②近N-端含有一段9个氨基酸残基组 成的特殊序列：RXXLGXIXN,称破坏框(destruction box),主要参与泛素介 导的周期蛋白A和B的降解。G1期周期蛋白分子中不含破坏框，但在C-端含有 一段PEST序列，被认为与G1期周期蛋白的更新有关。 ·作用：激活和引导CDK作用于不同底物。 已知几十种，主要有两类：G1期周期蛋白（在G1/S期转换中起作用），M期 周期蛋白（在G2M期转换中发挥作用）。 G1期周期蛋白的PEST框和M期周期蛋白的破坏框在周期蛋白含量调节中起重 要作用。 D7a2008
三、细胞周期蛋白（cyclin） • 特点： • 在细胞周期中呈周期性变化。 • ①含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框（cyclin box)，介导 与CDK（cyclin dependent kinase)结合。②近N-端含有一段9个氨基酸残基组 成的特殊序列：RXXLGXIXN，称破坏框(destruction box)，主要参与泛素介 导的周期蛋白A和B的降解。G1期周期蛋白分子中不含破坏框，但在C-端含有 一段PEST序列，被认为与G1期周期蛋白的更新有关。 • 作用：激活和引导CDK作用于不同底物。 • 已知几十种，主要有两类：G1期周期蛋白（在G1/S期转换中起作用），M期 周期蛋白（在G2/M期转换中发挥作用）。 • G1期周期蛋白的PEST框和M期周期蛋白的破坏框在周期蛋白含量调节中起重 要作用