35.10: 姐妹染色单体的分离

在从前期到中期的转变中，沿染色体臂的内聚力降低，导致姐妹染色单体的分离。 然而，残留的粘连蛋白连接仍然将姐妹染色单体保持在一起，直到从中期过渡到后期。 残余连接可防止姐妹染色单体过早分离，从而消除子细胞内非整倍体的风险。

在后期开始时，分离酶（一种蛋白水解酶）被激活。 激活的分离酶会裂解残留粘连蛋白环的 Scc1 亚基，导致粘连完全丧失。 姐妹染色单体在没有力量将它们结合在一起的情况下分离。 缺乏内聚力使得极向的力沿着微管拉紧，将分离的染色单体拉向纺锤体两极。

在早期有丝分裂中，纺锤体组装检查点 (SAC) 禁止后期促进复合物或环体 (APC/C) 泛素化蛋白，例如 securin 和 M 期细胞周期蛋白，这些蛋白的降解是后期所必需的。 仅当每条染色体在有丝分裂纺锤体上正确对齐时，SAC 才会失活，以允许 APC/C 调节亚基（CDC20 和 CDH1）磷酸化和激活。

CDC20 被 Cdk1/cyclin B 磷酸化，形成活性 APC/C-CDC20。 然后，活性 APC/C-CDC20 催化 securin、细胞周期蛋白 A 和细胞周期蛋白 B 的降解，以促进后期转变。 由于 Cdk 活性依赖于细胞周期蛋白，因此细胞周期蛋白 B 降解会导致 Cdk1 活性丧失。 Cdk1/cyclin B 复合物的丢失会使 APC/C-CDC20 失活，但会激活另一个调节亚基 APC/C-CDH1，该亚基发出中期到后期转变完成的信号。 活性 APC/C-CDH1 通过防止有丝分裂细胞周期蛋白的过早积累，促进有丝分裂退出并稳定随后的 G1 期。

APC/C-CDC20 和 APC/C-CDH1 活性的转变具有两个重要后果。 首先，这些调节亚基触发重叠但不同的底物特异性，从而促进有序的细胞周期转变。 其次，CDC20和CDH1通过不同的机制进行调节。 当 APC/C-CDC20 处于活性状态时，CDH1 会被细胞周期蛋白 B/Cdk1 抑制性磷酸化，从而阻止其与 APC/C 结合。 相比之下，CDC20 活性受到有丝分裂检查点复合体（一种由 SAC 激活的多蛋白（BUBR1、BUB3、CDC20 和 MAD2））的抑制。

在中期结束时，双向染色体在中期板对齐。在此阶段，黏连蛋白环复合物在着丝粒区域将姐妹染色单体固定在一起，并防止它们被拉开。

中期到后期的进展是由细胞周期蛋白 Cdk 诱导的多亚基泛素连接酶磷酸化触发的，泛素连接酶是后期促进复合物，也称为周期体或 APC/C。磷酸化的 APC/C 与蛋白质 Cdc20 结合，形成活性复合物。

活性 APC/C 复合物识别一种称为 securin 的抑制蛋白，该蛋白与一种称为 separase 的蛋白酶结合。在此识别之前，securin 抑制分离酶的活性。

活性 APC/C 复合物用蛋白质泛素标记 securin，靶向其进行蛋白酶体降解。securin 的破坏会释放分离。

cyclin-Cdk 复合物还通过抑制性磷酸化负向调节未结合的分离酶活性。

活性 APC/C 复合物导致细胞周期蛋白泛素化，靶向它们进行蛋白酶体降解。细胞周期蛋白的破坏会消除细胞周期蛋白依赖性激酶或 Cdk 的酶活性。

Cdks 的失活使磷酸酶能够使分离酶去磷酸化，并防止 Cdk 介导的分离酶抑制性再磷酸化。去磷酸化使分离酶能够裂解将姐妹染色单体固定在一起的黏连蛋白环复合物。

黏连蛋白切割导致姐妹染色单体内聚力的绝对丧失，标志着从中期到后期的转变。内聚力的丧失使姐妹染色单体能够分离并移动到纺锤体的相反两极。