6.5
在细胞周期转换过程中,Cdk 活性受到多种蛋白质的调控,以确保细胞的受控生长、完整的 DNA 复制以及染色体在有丝分裂中平均分配至子细胞。
在缺乏调控蛋白的情况下,异常细胞会不受控制地增殖,导致癌症等疾病的发生。
在正常细胞中,Cdk 活性通过多种机制进行调控,包括周期蛋白降解、抑制性磷酸化以及 Cdk 抑制剂结合所诱导的抑制性构象改变。
已知细胞周期蛋白的水平在细胞周期中会发生波动。CDK 只有在与细胞周期蛋白结合时才具有活性,因此,细胞周期蛋白的降解会导致 CDK 失活,无法促进细胞进入下一个周期阶段。
在另一种机制中,一种名为Wee1的激酶会磷酸化Cdk的活性位点。 这种磷酸化作用会抑制细胞周期蛋白-Cdk复合物的活性。
此外,细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKI)如 p16、p21 和 p27,可通过抑制性构象改变来调控 Cdk 活性。
例如,如果在G1期发生DNA损伤,p16会与周期蛋白-Cdk复合物相互作用。这种相互作用引起显著的结构重排,导致结合的周期蛋白解离,从而造成Cdk失活。
G1 期的 DNA 损伤也可能触发肿瘤抑制蛋白 p53 激活 p21。
G1/S期-Cdk和S期-Cdk复合物被p21结合并抑制,使细胞停滞在G1期,从而为DNA修复提供充足的时间。
细胞要完成 G1/S 期转换,必须具备 DNA 复制所需的所有资源。如果细胞缺乏必要的资源,p27 会结合 G1/S-Cdk 和 S-Cdk 复合物,抑制其酶活性。
当细胞周期进程的有利条件满足后,p27 被降解,从而恢复 Cdk 活性并促进细胞转换。
细胞周期的有序进行取决于 Cdk 蛋白与其细胞周期蛋白伴侣结合而被激活。 然而,当细胞周期发生异常变化时,必须受到限制。 大多数癌症与细胞周期失调有关,并且由于 Cdk 是细胞周期的核心组成部分,因此对 Cdk 抑制剂进行了广泛研究以开发抗癌药物。 例如,细胞周期蛋白 D 与多个 Cdk(例如 Cd…