细胞周期调控 (2)精选PPT.ppt

《细胞周期调控 (2)精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞周期调控 (2)精选PPT.ppt（61页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于细胞周期调控(2)第1页，讲稿共61张，创作于星期二 细细胞胞增增殖殖周周期期，简简称称细细胞胞周周期期(cell(cell cycle)cycle)，是是指指连连续续分分裂裂的的细细胞胞从从上上一一次次有有丝丝分分裂裂结结束束开开始始到到下下一一次次有有丝丝分分裂裂结结束束为为止止所所经经历历的的整整个个序序列列过过程程。这个过程所需要的时间称为细胞周期时间。这个过程所需要的时间称为细胞周期时间。第2页，讲稿共61张，创作于星期二细细胞胞周周期期第3页，讲稿共61张，创作于星期二 细细胞胞周周期期周周而而复复始始地地进进行行着着，这这种种周周期期性性的的重重复复过过程程受受到到严严格格地

2、地控控制制，使使得得不不同同的的细细胞胞周周期期事件在空间和时间上相互协调。事件在空间和时间上相互协调。第4页，讲稿共61张，创作于星期二l 研究背景研究背景l 细胞周期的检验点细胞周期的检验点l 细胞周期蛋白细胞周期蛋白l CDKCDK及其调控及其调控l 生长因子、癌基因和抑癌基因生长因子、癌基因和抑癌基因l 细胞周期与肿瘤细胞周期与肿瘤内容提要内容提要第5页，讲稿共61张，创作于星期二一、研究背景一、研究背景 1.MPF1.MPF的发现及其作用的发现及其作用19601960年年，MasuiMasui和和MarkertMarkert研研究究爪爪蟾蟾卵卵母母细细胞胞，提提出出了了成成熟熟卵卵母

3、母细细胞胞中中存存在在一一种种促促成成熟熟因因子子（maturation maturation promoting promoting factorfactor，MPFMPF）。）。RaoRao和和Johnson(1970Johnson(1970、19721972、1974)1974)以以HelaHela细细胞胞为为材材料料，发发现现M M期期细细胞胞具具有有某某种种促促进进间间期期细细胞胞进进行行分分裂裂的的因因子子，即即促促细细胞分裂因子胞分裂因子(mitosis-promoting factor(mitosis-promoting factor，MPF)MPF)。第6页，讲稿共61张，创

4、作于星期二 2.cdc2.cdc基因基因Leland HartwellLeland Hartwell、Paul NursePaul Nurse分别以不同的酵母为实验材分别以不同的酵母为实验材料，发现了许多与细胞分裂有关的基因料，发现了许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle(cell division cycle genegene，CDC)CDC)。如。如芽殖酵母的芽殖酵母的cdc28cdc28、裂殖酵母裂殖酵母cdc2cdc2基因。基因。进一步研究发现：进一步研究发现：P34P34cdc2cdc2与与P34P34cdc28cdc28是同源物，二者本身并不是同源物，二者

5、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：出来。例如：P34P34cdc2cdc2必须与另一种蛋白必须与另一种蛋白P56P56cdc13cdc13结合后才具有激酶结合后才具有激酶活性。活性。第7页，讲稿共61张，创作于星期二 3.cyclin 3.cyclin 19831983年年Timothy Timothy HuntHunt首首次次发发现现海海胆胆卵卵受受精精后后，在在其其卵卵裂裂过过程程中中两两种种蛋蛋白白质质的的含含量量随随细细胞胞周周期期剧剧烈烈振振荡荡，在在每每一一轮轮间间期期开开始始

6、合合成成，G G2 2/M/M时时达达到到高高峰峰，M M结结束束后后突突然然消消失失，在在下下一一个个周周期期中中又又重重复复这这一一消消长长现现象象，故故命命名名为为周周期期素素或或周周期期蛋蛋白白(cyclin)(cyclin)。随随后后cyclincyclin很很快快被被分分离离和和克克隆隆出出来来，证证明明其其广广泛泛存存在在于于从从酵酵母母到到人人类类等各种真核生物中，而且在功能上存在互补性。等各种真核生物中，而且在功能上存在互补性。第8页，讲稿共61张，创作于星期二 4.4.MPF P34cdc2Cyclin？19881988年年M.J.Lohka M.J.Lohka 纯化了爪蟾

7、的纯化了爪蟾的MPFMPF，经鉴定由，经鉴定由34KD34KD和和45KD45KD两种蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质磷酸化。两种蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质磷酸化。1990 Paul Nurse1990 Paul Nurse进一步的实验证明进一步的实验证明P P3434实际上是实际上是P34P34cdc2cdc2的的同源物，同源物，P P4545是是cyclinBcyclinB的同源物，而且，对于的同源物，而且，对于P34P34cdc2cdc2的活性的活性而言，而言，cyclincyclin是必需的。从而将细胞周期三个领域的研是必需的。从而将细胞周期三个领域的研究联系在一起。究联系在一起

8、。MPF=P34cdc2(CDK1)+Cyclin B（催化亚单位）（催化亚单位）（调节亚单位）（调节亚单位）第9页，讲稿共61张，创作于星期二The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001for their discoveries of key regulators of the cell cycleLeland Hartwell Timothy Hunt Paul Nurse 第10页，讲稿共61张，创作于星期二二、细胞周期的检验点二、细胞周期的检验点19891989年，年，HartwellHartwell通过构建酵母细胞突变模型证实了细通过构

9、建酵母细胞突变模型证实了细胞周期检验点（胞周期检验点（check pointcheck point）的存在，并首次提出检验点的）的存在，并首次提出检验点的概念。细胞周期的运行，是在一系列检验点的严格检控下进行的，概念。细胞周期的运行，是在一系列检验点的严格检控下进行的，它保证前一个事件完成之后，才启动下一个事件，检查点是细胞它保证前一个事件完成之后，才启动下一个事件，检查点是细胞的错误监测机制。的错误监测机制。第11页，讲稿共61张，创作于星期二nG G1 1/S/S检验点：检验点：在酵母中称在酵母中称startstart点，在哺乳动物中称点，在哺乳动物中称R R点点(restriction

10、point)(restriction point)，控制细胞由静止状态的，控制细胞由静止状态的G G1 1进入进入DNADNA合成期，相关的事件包括：合成期，相关的事件包括：DNADNA是否损伤？细是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？nS S期检验点：期检验点：DNADNA复制是否完成？复制是否完成？第12页，讲稿共61张，创作于星期二nG G2 2/M/M检验点：检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：的事件包括：所有所有DNADNA都正确复制了吗？都正确复制了吗？DNADNA是否是否有损伤？细胞

11、体积是否足够大？有损伤？细胞体积是否足够大？n中中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：后期检验点（纺锤体组装检验点）：所有染色所有染色体都排列在纺锤体上了吗？任何一个着丝点没体都排列在纺锤体上了吗？任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，引起细胞周期中断。有正确连接到纺锤体上，引起细胞周期中断。第13页，讲稿共61张，创作于星期二三、细胞周期蛋白三、细胞周期蛋白cyclin cyclin 的种类繁多，目前从芽殖酵母、裂殖酵的种类繁多，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母和各类动物中分离出的周期蛋白有3030余种，在脊余种，在脊椎动物中为椎动物中为A A1-21-2、B B1-3

12、1-3 、C C、D D1-31-3、E E1-21-2、F F、G G、H H等。等。分别参与细胞周期中不同时相的调节。分为分别参与细胞周期中不同时相的调节。分为G G1 1型、型、G G1 1/S/S型型S S型和型和M M型型4 4类。类。第14页，讲稿共61张，创作于星期二人类细胞周期蛋白线性结构示意图人类细胞周期蛋白线性结构示意图实心方框代表实心方框代表“cyclin box”cyclin box”，方框代表方框代表“destruction box”destruction box”圆形框代表圆形框代表PESTPEST序列序列第15页，讲稿共61张，创作于星期二cyclin boxcy

13、clin box：各类周期蛋白均含有一段约各类周期蛋白均含有一段约100100个氨个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白盒基酸的保守序列，称为周期蛋白盒(cyclin box)(cyclin box)，介导周期蛋白与介导周期蛋白与CDK(cyclindependent kinase)CDK(cyclindependent kinase)结结合。合。CyclinCyclin也含有降解盒（也含有降解盒（destruction boxdestruction box）或）或PESTPEST（脯氨酸谷氨酸丝氨酸苏氨酸）序列，（脯氨酸谷氨酸丝氨酸苏氨酸）序列，它可以通过定时降解或恒定地迅速周转来调节这些它可以通

14、过定时降解或恒定地迅速周转来调节这些蛋白质的水平，起着蛋白质的水平，起着CDKCDK的调节亚基的作用。的调节亚基的作用。第16页，讲稿共61张，创作于星期二nG G1 1期期：细胞在生长因子的刺激下，细胞在生长因子的刺激下，G G1 1期期cyclin Dcyclin D表表达，并与达，并与CDK4CDK4、CDK6CDK6结合，使下游的蛋白质如结合，使下游的蛋白质如RbRb磷磷酸化，磷酸化的酸化，磷酸化的RbRb释放出转录因子释放出转录因子E2FE2F，促进许多基，促进许多基因的转录。因的转录。第17页，讲稿共61张，创作于星期二Cyclin DCyclin D与与CDKCDK结合使结合使R

15、bRb释放结合的转录因子释放结合的转录因子E2F E2F 第18页，讲稿共61张，创作于星期二n G G1 1/S/S期期：cyclinEcyclinE与与CDK2CDK2结合，促进细胞通过结合，促进细胞通过G G1 1/S/S限制限制点而进入点而进入S S期。向细胞内注射期。向细胞内注射CyclinECyclinE的抗体能使细胞的抗体能使细胞停滞于停滞于G G1 1期，说明细胞进入期，说明细胞进入S S期需要期需要CyclinECyclinE的参与。的参与。n S S期期：将将CyclinACyclinA的抗体注射到细胞内，发现的抗体注射到细胞内，发现 能抑制细胞的能抑制细胞的DNADNA合

16、成，推测合成，推测CyclinACyclinA是是DNADNA复复 制所必需的。制所必需的。第19页，讲稿共61张，创作于星期二nG G2 2/M/M期期：cyclinAcyclinA、cyclinBcyclinB与与CDK1CDK1结合，结合，CDK1CDK1使底物使底物蛋白磷酸化蛋白磷酸化,如将组蛋白如将组蛋白H H1 1磷酸化导致染色体凝缩，核纤磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等下游细胞周期事件。层蛋白磷酸化使核膜解体等下游细胞周期事件。第20页，讲稿共61张，创作于星期二nM M期期：在分裂中期当在分裂中期当MPFMPF活性达到最高时，通过一种活性达到最高时，通过一种未

17、知的途径，激活后期促进因子未知的途径，激活后期促进因子APC(anaphase APC(anaphase promoting complex)promoting complex)，负责将泛素连接在，负责将泛素连接在cyclinBcyclinB上，上，导致导致cyclinBcyclinB被蛋白酶体（被蛋白酶体（proteasomeproteasome）降解，完成）降解，完成一个细胞周期。一个细胞周期。第21页，讲稿共61张，创作于星期二哺乳动物细胞周期中各时相不同哺乳动物细胞周期中各时相不同cyclincyclin的作用的作用 第22页，讲稿共61张，创作于星期二四、四、CDKCDK及其调控及其

18、调控 CDKCDK即细胞周期蛋白依赖性激酶即细胞周期蛋白依赖性激酶 (cyclin(cyclindependent kinase,CDK)dependent kinase,CDK)，控制着细胞周期各期之间的，控制着细胞周期各期之间的顺序转换。顺序转换。CDKCDK是一组相关联的是一组相关联的Ser/ThrSer/Thr蛋白激酶，蛋白激酶，酵母中细胞周期的进程主要由单一的酵母中细胞周期的进程主要由单一的CDKCDK（P34P34cdc2/cdc28cdc2/cdc28）所控制。多细胞生物中，细胞周期各期之间的转）所控制。多细胞生物中，细胞周期各期之间的转换需要不同的换需要不同的CDKCDK。第2

19、3页，讲稿共61张，创作于星期二脊椎动物的脊椎动物的CDKCDK CDKCDK结合的相应结合的相应cyclin cyclin 作用的细胞周期作用的细胞周期 CDK1CDK1CDK2CDK2CDK3CDK3CDK4CDK4CDK5CDK5CDK6CDK6CDK7 CDK7 CyclinA,BCyclinA,BCyclinACyclinACyclinD1,D2,D3CyclinD1,D2,D3CyclinECyclinECyclinD1,D2,D3CyclinD1,D2,D3P35P35*,CyclinD1,D2,D3,CyclinD1,D2,D3CyclinD1CyclinD1CyclinH,P

20、36CyclinH,P36*G G2 2/M/M转换；转换；M M早期早期S S期期G G1 1期期G G1 1/S/S 转换转换G G1 1期期G G0 0/G/G1 1转换、转换、G G1 1期期神经纤维的磷酸化、神经纤维的磷酸化、G G1 1期期G G0 0/G/G1 1转换转换活化活化CDKCDK*P35P35，P36P36的结构与细胞周期蛋白无相似性的结构与细胞周期蛋白无相似性 第24页，讲稿共61张，创作于星期二 1 1CyclinCyclin的结合是的结合是CDKCDK激活的第一步激活的第一步 CDKCDK活活性性的的最最初初调调节节者者是是cyclincyclin亚亚单单位位。

21、CyclinCyclin与与相相应应的的CDKCDK结结合合后后，引引起起CDKCDK空空间间构构象象改改变变，暴暴露露其其催催化化亚亚基基。各各种种细细胞胞周周期期蛋蛋白白程程序序化化的的合合成成和和降降解解保保证证各各对对应应CDKCDK适适时时的的活活化化，维维持持细细胞胞周周期期的的正正确确时时序。序。第25页，讲稿共61张，创作于星期二 2 2CDKCDK的磷酸化与去磷酸化的磷酸化与去磷酸化 以以P34P34cdc2 cdc2(CDK1)(CDK1)为为例例，如如果果对对P34P34cdc2cdc2磷磷酸酸化化作作用用位位点点不不同同，则则对对该该酶酶的的活活性性分分别别产产生生正正

22、向向和和负负向向的的控控制制。完完整整的的P34P34cdc2cdc2-cyclin-cyclin复复合合物物需需要要磷磷酸酸化化才才能被激活，驱动细胞进入有丝分裂。能被激活，驱动细胞进入有丝分裂。第26页，讲稿共61张，创作于星期二P34P34cdc2cdc2的的Thr14Thr14和和Tyr15Tyr15的的 磷磷 酸酸 化化引引 起起P34P34cdc2cdc2-cyclincyclin复复合合物物的的失失活活，WeelWeel是是催催化化Tyr15Tyr15磷磷酸酸化化的的激激酶酶，另另有有一一个个是是Thr14Thr14磷磷酸酸化化的的激激酶酶；催催化化Thr14Thr14及及Tyr

23、15 Tyr15 脱磷酸化的蛋白磷酸酶为双特异性磷酸酶脱磷酸化的蛋白磷酸酶为双特异性磷酸酶Cdc25Cdc25蛋白。蛋白。第27页，讲稿共61张，创作于星期二 P34P34cdc2cdc2的的Thr161Thr161的的磷酸化磷酸化是酶的活性所必需的。是酶的活性所必需的。CDKsCDKs活化激酶活化激酶CAKCAK（CDKs activiting kinaseCDKs activiting kinase）应答）应答Thr161Thr161的磷酸化，这是另一种蛋白激酶的磷酸化，这是另一种蛋白激酶CDK7-Cyclin CDK7-Cyclin H H复合物。当磷酸酶复合物。当磷酸酶-1-1将此位点

24、的磷酸水解，将此位点的磷酸水解，P34P34cdc2cdc2又失又失去激酶活性。去激酶活性。第28页，讲稿共61张，创作于星期二 3 3CDKCDK抑制剂的作用抑制剂的作用除了磷酸化去磷酸化可以调节除了磷酸化去磷酸化可以调节MPFMPF活性外，另有活性外，另有一类一类CDKCDK抑制因子（抑制因子（CDC kinase inhibitor,CKICDC kinase inhibitor,CKI）可）可与与CDKCDK结合抑制其活性。结合抑制其活性。第29页，讲稿共61张，创作于星期二（1 1）Ink4(Inhibitor of cdk 4)Ink4(Inhibitor of cdk 4)如如P

25、16P16ink4aink4a、P15P15ink4bink4b、P18P18ink4cink4c、P19P19ink4dink4d，专一地，专一地与与CDK4CDK4、CDK6CDK6结合，阻止结合，阻止CDKCDK和和cyclinDcyclinD的结合。使的结合。使细胞周期不能从细胞周期不能从G G1 1期的调控点进入到下一个时相。期的调控点进入到下一个时相。第30页，讲稿共61张，创作于星期二（2 2）Cip/KipCip/Kip 包括包括P21P21cip1cip1(cyclin inhibition protein 1)(cyclin inhibition protein 1)、P2

26、7P27kip1kip1(kinase inhibition protein 1)(kinase inhibition protein 1)、P57P57kip2kip2等，等，能与多种能与多种cyclin-CDKcyclin-CDK复合物包括复合物包括cyclinECDK2cyclinECDK2、cyclinDCDK6cyclinDCDK6、cyclinDCDK4cyclinDCDK4结合，抑制结合，抑制cyclin-cyclin-CDKCDK复合物的蛋白激酶活性，使一些细胞增殖所需要的复合物的蛋白激酶活性，使一些细胞增殖所需要的蛋白质磷酸化受阻，细胞停留在蛋白质磷酸化受阻，细胞停留在G G

27、1 1期。期。第31页，讲稿共61张，创作于星期二此外此外P21P21cip1cip1还可与还可与DNADNA聚合酶聚合酶亚单位亚单位PCNAPCNA (proliferating cell nuclear antigen,PCNA(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)相互作用，相互作用，抑制抑制DNADNA复制，但不影响复制，但不影响DNADNA修复。修复。第32页，讲稿共61张，创作于星期二CDK1CDK1的激活需要的激活需要Thr14Thr14和和Tyr15Tyr15去磷酸化和去磷酸化和Tyr161Tyr161的磷酸化的磷酸化 第33页，讲稿共

28、61张，创作于星期二 五、生长因子、癌基因和抑癌基因五、生长因子、癌基因和抑癌基因1 1生长因子生长因子 生长因子是促细胞周期运行的重要因子。生长因子是促细胞周期运行的重要因子。RTK-Ras-RTK-Ras-MAPKMAPK信号传递途径是细胞外的信号传递到细胞核内最基本的途信号传递途径是细胞外的信号传递到细胞核内最基本的途径。径。第34页，讲稿共61张，创作于星期二 2 2癌基因癌基因 原原癌癌基基因因被被激激活活，其其编编码码蛋蛋白白大大量量表表达达，这这些些蛋白对细胞周期具有促进作用。蛋白对细胞周期具有促进作用。第35页，讲稿共61张，创作于星期二 癌基因癌基因 癌蛋白癌蛋白种类种类来源

29、来源存在存在功能功能类型类型1：生长因子：生长因子sis逆转录病毒逆转录病毒分泌分泌生长因子（生长因子（PDGF)类型类型2：生长因子受体：生长因子受体erbB逆转录病毒逆转录病毒膜膜表皮生长因子（表皮生长因子（EGF)受体受体fms逆转录病毒逆转录病毒膜膜集落刺激因子集落刺激因子1（CSF-1)受体受体trk肿瘤肿瘤膜膜神经生长因子（神经生长因子（NGF)受体受体类型类型3：细胞内信号蛋白：细胞内信号蛋白Src逆转录病毒逆转录病毒细胞质细胞质酪氨酸激酶酪氨酸激酶Raf逆转录病毒逆转录病毒细胞质细胞质丝氨酸激酶丝氨酸激酶Ras逆转录病毒、肿瘤逆转录病毒、肿瘤细胞质细胞质GTP/GDP结合蛋白结

30、合蛋白类型类型4：核转录因子：核转录因子Jun、Fos逆转录病毒逆转录病毒核核转录因子（转录因子（AP-1)Myc逆转录病毒、肿瘤逆转录病毒、肿瘤核核DNA结合蛋白结合蛋白erbA逆转录病毒逆转录病毒核核类固醇受体家族成员类固醇受体家族成员癌基因的主要类型及其表达产物癌基因的主要类型及其表达产物第36页，讲稿共61张，创作于星期二 3 3抑癌基因抑癌基因 抑癌基因可抑制细胞周期于静止期，并使抑癌基因可抑制细胞周期于静止期，并使DNADNA复制复制不完全或损伤的细胞不能进入分裂期，避免细胞的不完全或损伤的细胞不能进入分裂期，避免细胞的癌变。癌变。第37页，讲稿共61张，创作于星期二（1 1）P5

31、3P53一一般般情情况况下下，细细胞胞中中很很少少有有P53P53蛋蛋白白。DNADNA损损伤伤会会引引起起P53P53蛋蛋白白浓浓度度和和活活性性的的提提高高。P53P53蛋蛋白白可可同同P21P21基基因因调调节节区区结结合合，激激活活P21P21基基因因转转录录。使使细细胞胞停停滞滞在在G1G1期期的的调调控控点点处处不不能能进进入入S S期期。这这样样，即即可可有有足足够够的的时时间间修复修复DNADNA。第38页，讲稿共61张，创作于星期二第39页，讲稿共61张，创作于星期二 P53P53蛋白可促进蛋白可促进GADD45GADD45基因（基因（growth arrest and gr

32、owth arrest and DNA damage inducible geneDNA damage inducible gene）表达生成）表达生成GADD45GADD45蛋白，蛋白，后者与后者与CDKCDK及及PCNAPCNA形成的复合物，参与形成的复合物，参与DNADNA损伤的修复。损伤的修复。当当DNADNA损伤不能修复时，损伤不能修复时，p53p53基因的过量表达导致基因的过量表达导致P34P34cdc2cdc2的过早激活，结果使核膜破裂，引起细胞凋亡。的过早激活，结果使核膜破裂，引起细胞凋亡。第40页，讲稿共61张，创作于星期二（2 2）RbRbRbRb基基因因位位于于人人染染色

33、色体体13q1413q14，由由2727个个外外显显子子构构成成，分分布布在在总总长长180-200kb180-200kb以以上上的的DNADNA片片段段上上。RbRb基基因因转转录录的的mRNAmRNA大大小小为为4.7 4.7 kbkb，编编码码一一个个分分子子量量为为105kD105kD的的蛋蛋白白质质，由由928928个个氨氨基基酸酸残残基基构构成成，定定位位于于细细胞胞核核内内，是是多多种种cyclin-CDKcyclin-CDK的的底底物物，具具有有多多个个被被磷酸化的位点。磷酸化的位点。第41页，讲稿共61张，创作于星期二RbRb有高、低磷酸化两种状态。低磷酸化的有高、低磷酸化两

34、种状态。低磷酸化的RbRb蛋白蛋白可与一些转录因子如可与一些转录因子如E2FE2F结合，抑制这些转录因子的活结合，抑制这些转录因子的活性，阻止细胞的生长。而高磷酸化状态则失去这种性，阻止细胞的生长。而高磷酸化状态则失去这种功能，使功能，使E2FE2F游离，进入核内，发挥转录活性，促进细游离，进入核内，发挥转录活性，促进细胞周期进行。胞周期进行。第42页，讲稿共61张，创作于星期二RbRb在细胞周期内的磷酸化在细胞周期内的磷酸化 第43页，讲稿共61张，创作于星期二六、细胞周期与肿瘤六、细胞周期与肿瘤肿瘤细胞最显著的特点是生长失控和幼肿瘤细胞最显著的特点是生长失控和幼稚化（即不分化）。稚化（即不

35、分化）。第44页，讲稿共61张，创作于星期二（一）肿瘤细胞周期失控的分子基础（一）肿瘤细胞周期失控的分子基础 1 1细胞周期蛋白异常细胞周期蛋白异常 G1cyclinG1cyclin基因突变、重排，使这些基因突变、重排，使这些cyclincyclin异常表异常表达，从而使细胞通过达，从而使细胞通过G1G1期，进入期，进入S S期，细胞即自发增殖，期，细胞即自发增殖，出现转化特征。许多人类肿瘤中，均发现有出现转化特征。许多人类肿瘤中，均发现有cyclin D1cyclin D1基因的扩增。基因的扩增。第45页，讲稿共61张，创作于星期二B B型型肝肝炎炎病病毒毒（hepatitis hepati

36、tis B B virus virus,HVB,HVB）感感染染人人体体后后成成为为导导致致肝肝癌癌的的因因素素之之一一，有有研研究究发发现现，HVBHVB基基因因组组整整合合入入cyclinAcyclinA基基因因的的一一个个内内含含子子中中，产产生生异异常常、过过量量表表达达的的转转录录物物。和和正正常常的的cyclinAcyclinA相相比比，它它缺缺少少N N端端的的“destruction destruction box”box”，逃脱了对它的降解，大量异常的逃脱了对它的降解，大量异常的cyclinAcyclinA刺激细胞增殖。刺激细胞增殖。第46页，讲稿共61张，创作于星期二 2

37、2CDKCDK和和CKICKI基因的突变基因的突变 研研究究中中发发现现肿肿瘤瘤细细胞胞CDKCDK的的水水平平一一般般较较高高，而而CKICKI基基因因常常见见纯纯合合性性缺缺失失突突变变，细细胞胞内内缺缺少少CKICKI，或或CKICKI抑抑制制CDKCDK功能的丧失。功能的丧失。第47页，讲稿共61张，创作于星期二 3 3抑癌基因突变抑癌基因突变 不少癌细胞中发现不少癌细胞中发现RbRb或或P53P53基因发生了突变，基因发生了突变，使使RbRb失去了阻断失去了阻断mRNAmRNA转录，转录，P53P53失去了使细胞休止在失去了使细胞休止在G G1 1后期的功能，造成细胞周期失控。后期的

38、功能，造成细胞周期失控。第48页，讲稿共61张，创作于星期二（二）细胞周期与肿瘤的基因治疗（二）细胞周期与肿瘤的基因治疗 1 1抑制抑制G1G1期期cyclinscyclins的过度表达的过度表达 G1G1期期cyclinscyclins反反义义核核酸酸，在在体体外外和和裸裸鼠鼠体体内内都都可可抑抑制制肺肺癌癌的的增增殖殖。反反义义DNADNA可可以以与与基基因因结结合合而而阻阻止止基基因因的的转转录录，反反义义的的RNARNA可可与与mRNAmRNA结结合合，而而抑抑制制其其翻翻译译，都都可可以以达达到到抑抑制制肿肿瘤瘤细细胞胞增增殖殖的的目的。目的。RNARNA干干扰扰(RNA(RNA i

39、nterference interference，RNAi RNAi)是是将将双双链链RNARNA导导入入细细胞胞内内引引起起特特异异基基因因的的mRNAmRNA降降解解的的一一种种细细胞胞反反应应过过程程。属属于于转转录录后后基基因因沉默的一种。沉默的一种。第49页，讲稿共61张，创作于星期二 2 2促使肿瘤细胞表达正常的促使肿瘤细胞表达正常的CKIsCKIs有有报报道道用用正正常常的的P16P16、P21P21、P27P27基基因因与与腺腺病病毒毒载载体体重重组组，将将重重组组的的腺腺病病毒毒导导入入肿肿瘤瘤细细胞胞，重重组组的的腺腺病病毒毒在在肿肿瘤瘤细细胞胞内内表表达达有有功功能能的的

40、P16P16、P21P21和和P27P27蛋蛋白白，抑抑制制CDKsCDKs的的活活性性，使使肿肿瘤瘤细细胞胞停停止止在在G0G0G1G1，抑抑制制肿肿瘤细胞增殖。瘤细胞增殖。第50页，讲稿共61张，创作于星期二3 3抑制抑制E E2 2F F的活性的活性把对把对E2FE2F有高度亲和性的双链有高度亲和性的双链DNADNA片段导入细胞，片段导入细胞，该该DNADNA能够结合游离状态的能够结合游离状态的E2FE2F生成一种复合物，复生成一种复合物，复合物中的合物中的E2FE2F不再与有关基因的启动子结合，从而阻断不再与有关基因的启动子结合，从而阻断这些基因的表达，抑制细胞增生。这些基因的表达，抑

41、制细胞增生。第51页，讲稿共61张，创作于星期二思考题思考题名词：名词：cyclin boxcyclin box、R R点点问答：问答：1.1.简述细胞周期各时相简述细胞周期各时相cyclincyclin的种类及作用。的种类及作用。2.2.简述细胞周期的主要检验点（简述细胞周期的主要检验点（check pointcheck point）及功能。）及功能。第52页，讲稿共61张，创作于星期二非洲爪蟾卵细胞发育过程分为六个阶段非洲爪蟾卵细胞发育过程分为六个阶段、和和期。前四个时期为卵母细胞生成和生长阶段。其中第期。前四个时期为卵母细胞生成和生长阶段。其中第期时细胞期时细胞核较大，称为生发泡核较大，

42、称为生发泡(germinal vesicle,GV)(germinal vesicle,GV)，此时细胞就停留在，此时细胞就停留在该时期，等待成熟该时期，等待成熟。第53页，讲稿共61张，创作于星期二实验表明：成熟卵细胞的细胞质中必然有一种物质，可以诱导卵母实验表明：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（细胞成熟，称之为促成熟因子（maturation promoting factormaturation promoting factor，MPFMPF）。）。第54页，讲稿共61张，创作于星期二G G1 1期期PCCPCC为单线状，因为单线状，因DNADN

43、A未复制。未复制。S S期期PCCPCC为粉末状，因为粉末状，因DNADNA由多个部位开始复制。由多个部位开始复制。G G2 2期期PCCPCC为双线染色体，说明为双线染色体，说明DNADNA复制已完成。复制已完成。与与M M期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的早熟凝集染色体期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的早熟凝集染色体(prematurely condensed chromosome(prematurely condensed chromosome，PCC)PCC)，这种现象叫做早熟染色，这种现象叫做早熟染色体凝集体凝集(premature chromosome condensation

44、)(premature chromosome condensation)第55页，讲稿共61张，创作于星期二人人M M期细胞与袋鼠（期细胞与袋鼠（PtkPtk）G1G1、S S、G2G2期细胞融合诱导期细胞融合诱导PCCPCC不仅同类不仅同类M M期细胞可以诱导期细胞可以诱导PCCPCC，不同类的，不同类的M M期细胞也可以诱导期细胞也可以诱导PCCPCC产生。产生。第56页，讲稿共61张，创作于星期二芽殖酵母及其细胞周期芽殖酵母及其细胞周期 L.HartwellL.Hartwell在芽殖酵母中发现在芽殖酵母中发现cdccdc2828基因的表达产物是一种相对基因的表达产物是一种相对分子量为分子

45、量为34KD34KD的蛋白，被称为的蛋白，被称为P34P34cdc28cdc28，它是一种蛋白激酶，在，它是一种蛋白激酶，在G G2 2/M/M转换过程中起中心调节作用。转换过程中起中心调节作用。第57页，讲稿共61张，创作于星期二裂殖酵母及其细胞周期裂殖酵母及其细胞周期 P.NurseP.Nurse在裂殖酵母中发现在裂殖酵母中发现cdccdc2 2基因的表达产物也是一种相对基因的表达产物也是一种相对分子量为分子量为34KD34KD的蛋白，被称为的蛋白，被称为P34P34cdc2cdc2,进一步研究发现，进一步研究发现，P34P34cdc2cdc2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。中起关键性调节作用。第58页，讲稿共61张，创作于星期二第59页，讲稿共61张，创作于星期二第60页，讲稿共61张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第61页，讲稿共61张，创作于星期二