细胞周期及其调控机制精选课件.ppt
关于细胞周期及其调控机制第一页，本课件共有20页一、细胞周期概念一、细胞周期概念uu细胞周期细胞周期细胞周期细胞周期:指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到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序贯过程，它可下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程，它可分为分为4 个时相，个时相，即即G1、S S、G2 G2 和和M M 期。期。第二页，本课件共有20页细胞周期进程的实现有赖于各级调控因子细胞周期进程的实现有赖于各级调控因子对细胞周期精确而严密的调控，这些调控因子对细胞周期精确而严密的调控，这些调控因子的核心是的核心是uu细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cyclin Dependent Kinase，CDK)uuCDK的正性调控因子的正性调控因子细胞周期蛋白细胞周期蛋白(Cyclin)uuCDK的负性调控因子的负性调控因子细胞周期蛋白依赖性细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶抑制剂蛋白激酶抑制剂(CKI)第三页，本课件共有20页二、CDKs 与细胞周期调控与细胞周期调控MPF(M-phase promoting factor，M 期促发因子期促发因子)：是：是M期细胞中的一些可诱导间期细胞中的一些可诱导间期细胞提前进入分裂期的因子，它遍存于所期细胞提前进入分裂期的因子，它遍存于所有真核生物的有真核生物的M 期细胞中。期细胞中。MPF的组成部的组成部分是：分是：uu催化亚基催化亚基CDK：量保持恒定，受：量保持恒定，受Cyclin调调节节uu调节亚基调节亚基Cyclin：在细胞周期的不同时相中：在细胞周期的不同时相中周期性地积累与分解周期性地积累与分解第四页，本课件共有20页 MPF=CDK2-cyclin A复合物复合物左为催化亚基左为催化亚基CDK2，右为调节亚基右为调节亚基cyclin A，cyclin A的保守区插入到的保守区插入到CDK2 的催化部位的催化部位,并以氢键结合并以氢键结合第五页，本课件共有20页MPF活性、活性、Cdc13、Cdc2 的表达水平的表达水平第六页，本课件共有20页CDK1的激活需要的激活需要Thr14和和Tyr15去磷酸化和去磷酸化和Tyr161的磷酸化的磷酸化 第七页，本课件共有20页三、三、CDK的正性调控因子的正性调控因子CyclinCyclin Cyclin 作为蛋白激酶复合体的调节亚基作为蛋白激酶复合体的调节亚基作为蛋白激酶复合体的调节亚基作为蛋白激酶复合体的调节亚基,对对对对CDKsCDKs起起起起正性调节作用。它们分别在细胞周期的不同时相中合成、积累，正性调节作用。它们分别在细胞周期的不同时相中合成、积累，正性调节作用。它们分别在细胞周期的不同时相中合成、积累，正性调节作用。它们分别在细胞周期的不同时相中合成、积累，并与相应的并与相应的并与相应的并与相应的CDKCDK结合，激活结合，激活结合，激活结合，激活CDKCDK的蛋白激酶活性，从而调节的蛋白激酶活性，从而调节的蛋白激酶活性，从而调节的蛋白激酶活性，从而调节细胞周期进程。细胞周期进程。细胞周期进程。细胞周期进程。各亚型各亚型cyclin D1-3，在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功，在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效。效。第八页，本课件共有20页细胞在生长因子的刺激下，细胞在生长因子的刺激下，G1期期cyclin D表达，并与表达，并与CDK4、CDK6结结合，使下游的蛋白质如合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化的磷酸化，磷酸化的Rb释放出转录因子释放出转录因子E2F，促进许多基因的转录，如编码促进许多基因的转录，如编码cyclinE、A和和CDK1的基因。的基因。第九页，本课件共有20页Cyclin的周期性变化的周期性变化第十页，本课件共有20页四、四、CDK的负性调控因子的负性调控因子CKIuuCKI CKI：通过与：通过与：通过与：通过与Cyclin 对对对对CDK的竞争性结合，拮的竞争性结合，拮抗抗Cyclin Cyclin 的作用，从而调节细胞周期的进程。的作用，从而调节细胞周期的进程。的作用，从而调节细胞周期的进程。的作用，从而调节细胞周期的进程。CKI单独与单独与CDK结合或与结合或与CDK-cyclin复合物结合以调节复合物结合以调节CDK活性活性第十一页，本课件共有20页五、细胞周期的关卡调控五、细胞周期的关卡调控 细胞关卡：检测早期细胞周期事件的顺利完成和细胞细胞关卡：检测早期细胞周期事件的顺利完成和细胞细胞关卡：检测早期细胞周期事件的顺利完成和细胞细胞关卡：检测早期细胞周期事件的顺利完成和细胞的完整性，并在细胞周期进展过程中对的完整性，并在细胞周期进展过程中对的完整性，并在细胞周期进展过程中对的完整性，并在细胞周期进展过程中对DNADNA损伤或损伤或其它事件产生延迟反应的细胞监控系统称为细胞关其它事件产生延迟反应的细胞监控系统称为细胞关卡，由感受异常事件的感受器、信号传导通路和效卡，由感受异常事件的感受器、信号传导通路和效应器构成，主要包括应器构成，主要包括uuG1/SG1/S关卡关卡关卡关卡uuS S期关卡期关卡uuG2/M关卡关卡关卡关卡uu中中-后期关卡（纺锤体组装检验点）：后期关卡（纺锤体组装检验点）：后期关卡（纺锤体组装检验点）：后期关卡（纺锤体组装检验点）：第十二页，本课件共有20页四个主要的检验点四个主要的检验点第十三页，本课件共有20页ATM（ataxia telangiectasia-mutated gene）ATM：是与：是与DNA损伤检验有关的一个重要基损伤检验有关的一个重要基因因，它编码一个蛋白激酶，结合在损伤的，它编码一个蛋白激酶，结合在损伤的DNA上，能将某些蛋白磷酸化，中断细胞周上，能将某些蛋白磷酸化，中断细胞周期。其信号通路有两条：期。其信号通路有两条：uu激活激活Chk1，抑制，抑制M-CDK的活性的活性 uu激活激活Chk2，抑制，抑制G1-S期期CDK的活性的活性第十四页，本课件共有20页ATM蛋白参与蛋白参与G1/S、S期、期、G2/M 的关卡调控的关卡调控第十五页，本课件共有20页P21cip1除能除能抑制抑制CDK的激酶的激酶活性，使细胞活性，使细胞G1 期阻滞不进入期阻滞不进入S期，还能与期，还能与DNA聚合酶聚合酶的辅助因的辅助因子子PCNA（proliferating cell nuclear antigen）结合，）结合，直接抑制直接抑制DNA的合的合成成。第十六页，本课件共有20页p53 基因活化引起靶基因基因活化引起靶基因p21 转录，使细胞阻滞在转录，使细胞阻滞在G1 期；期；p53 蛋白水蛋白水平增加平增加,细胞停滞在细胞停滞在G2 M期期泛素（泛素（Ub)能通过共价键与能通过共价键与cyclinB 形成耦合物而被蛋白酶水解形成耦合物而被蛋白酶水解,使细胞由中使细胞由中期进入后期期进入后期第十七页，本课件共有20页Rb 基因基因是人类研究的第一个抑癌基因，去磷酸化是人类研究的第一个抑癌基因，去磷酸化Rb 与促进细胞分裂的与促进细胞分裂的某些转录因子某些转录因子(E2F，CAB-1 蛋白等蛋白等)结合，转录因子活性被抑制，细胞结合，转录因子活性被抑制，细胞周期停滞于周期停滞于G1 期；期；cyclinD/CDK 4等激酶复合体使等激酶复合体使Rb 磷酸化失活磷酸化失活,失失活的活的Rb 释放释放E2F 等转录因子，促使细胞进入等转录因子，促使细胞进入S 期。期。第十八页，本课件共有20页p16 特异性结合特异性结合CDK4从而抑制从而抑制cyclinD-CDK4 的活性，的活性，P16 蛋白可阻止蛋白可阻止Rb 的磷的磷酸化，从而调节细胞周期，阻滞酸化，从而调节细胞周期，阻滞G1 S 期的转变。期的转变。p27 可与可与cyclinE-CDK2、cyclinA-CDK2、cyclinD-CDK4 复合物结合抑制复合物结合抑制其对底物的磷酸化作用，使细胞不能发生其对底物的磷酸化作用，使细胞不能发生G1 S 期的转换，期的转换，停滞于停滞于G1期。期。第十九页，本课件共有20页感感谢谢大大家家观观看看第二十页，本课件共有20页
