6.4
正向调控分子通过两种蛋白质群——细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdks)之间的相互作用,促进细胞周期各个阶段的转变。
哺乳动物细胞含有约九种细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdks),其中四种参与细胞周期,分别为Cdk1、Cdk6、Cdk4和Cdk2。
任何特定Cdk的活性和特异性都依赖于细胞周期蛋白(cyclin)的结合。细胞周期蛋白可分为G1期、G1/S期、S期或M期细胞周期蛋白,其表达具有阶段性特异性,仅在它们所触发的细胞周期阶段中表达。
例如,在G1期,细胞周期蛋白D与Cdk4和Cdk6结合,促进细胞进入G1晚期。
接着,细胞周期蛋白E(cyclin E)积累并与Cdk2形成复合物。细胞周期蛋白E-Cdk2复合物与细胞周期蛋白D-Cdk4/6共同促进G1期向S期的转变,使细胞不可逆地进入细胞周期。
S期开始时,细胞周期蛋白E(cyclin-E)水平仍保持升高,并与Cdk2结合。此外,细胞周期蛋白A(cyclin-A)水平上升,并与Cdk2结合。这两种复合物均直接负责DNA复制。
尽管细胞周期蛋白E的水平下降,但细胞周期蛋白A的水平在整个S期和G2期均保持较高水平。在G2-M期转换时,细胞周期蛋白A的水平下降,而细胞周期蛋白B的水平上升。
细胞周期蛋白B与Cdk1结合,触发有丝分裂的开始。有丝分裂中期,有丝分裂周期蛋白的水平下降,从而失活Cdk。
无活性的Cdk具有一个蛋白环,可阻断底物蛋白进入活性位点。只有当特定的周期蛋白与Cdk结合后,该蛋白环才会从活性位点移开,从而部分激活Cdk。
Cdk-细胞周期蛋白复合物的完全活化依赖于另一种酶,即Cdk活化激酶(Cdk activating kinase,CAK)。
CAK 在活性位点附近的一个氨基酸上进行磷酸化,引起 Cdk 的构象改变,从而使 Cdk-细胞周期蛋白复合物能够磷酸化其靶蛋白,并诱导特定细胞周期阶段的事件。
有丝分裂细胞分裂产生与亲本细胞完全相同的子细胞。 然而,DNA 复制或遗传物质分布中的错误可能会导致基因突变,这种突变可能会传递给由此产生的异常细胞形成的每个新细胞。 这种突变细胞的繁殖受到细胞周期不同阶段存在的检查点机制的限制。 这些检查点涉及促进或降低细胞周期事件的调节分子。
蛋白,例如细胞周期…