细胞增殖与调控.ppt

第1页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三Johnson和Rao(1970)将HeLa细胞同步于不同阶段，然后与M期细胞混合，在灭活仙台病毒介导下，诱导细胞融合，发现与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(prematurelycondensedchromosome，PCC)。G1期PCC为单线状，因DNA未复制；S期PCC为粉末状，因DNA由多个部位开始复制；G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。第2页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三人M期细胞与袋鼠（Ptk）G1、S、G2期细胞融合诱导PCC：提示M期细胞存在诱导PCC的因子；不同形态的PCC第3页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三1988年Maller实验室从非洲爪蟾卵中纯化出MPF，证明主要含p32和p45两种蛋白，表现出激酶活性。孕酮诱导卵母细胞成熟；成熟卵细胞质中，含有卵母细胞成熟的因子，称做MPF第4页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、P34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系1960sL.Hartwell以芽殖酵母为实验材料，利用阻断在不同细胞周期阶段的温度敏感突变株，分离出了几十个与细胞分裂有关的基因(celldivisioncyclegene，CDC)，如芽殖酵母的cdc28基因，在G2/M转换点发挥重要的功能。Hartwell还通过研究酵母菌细胞对放射线的感受性，提出了checkpoint（细胞周期检验点）的概念，意指当DNA受到损伤时，细胞周期会停下来。第5页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三以P.Nurse为代表的另一批酵母生物学家研究不同温度下培养的裂殖酵母细胞，也分离出数十种温度敏感的突变体。这些不同的突变体在限定温度下，会滞留在细胞周期的某个阶段。这些与细胞分裂和周期调控有关的基因被称为cdc(celldivisioncycle)基因，根据被发现的先后顺序被命名。第6页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三裂殖酵母中的cdc2基因表达34kDa的蛋白，称p34cdc2。进一步研究发现其具有激酶活性，可以使许多蛋白磷酸化，在裂殖酵母的周期调控中起重要作用。芽殖酵母中的一个关键cdc基因是cdc28，编码34kDa的蛋白，具有激酶活性。p34cdc28是p34cdc2的同原物，调控细胞周期，特别是G2/M期转变。但研究者很快发现，p34cdc28或p34cdc2单独并不具有激酶活性，需要同相关蛋白结合后才具有活性（如p34cdc2和蛋白p56cdc13结合）。第7页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三之后，J.Maller和P.Nurse实验室立即合作，很快证明爪蟾卵中的p32与p34cdc2是同原物。与此同时，T.Hunt实验室等以海胆卵为材料研究细胞周期调控，发现一类与细胞分裂有关的蛋白，称为周期蛋白(cyclin)。然后J.Maller和T.Hunt实验室合作，发现周期蛋白B，证明与p45和p56cdc13为同原物。第8页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三2001年10月8日,L.?Hartwell、P.Nurse、T.?Hunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖。第9页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三三、周期蛋白自发现周期蛋白后，在不长的时间里有数十种周期蛋白被克隆和分离。如酵母的Cln1,Cln2,Clin3,Clb1-Clb6，在脊椎动物的A1-2、B1-3、C、D1-3、E1-2、F、G、H等。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合，不同的周期蛋白框识别不同的CDK,组成不同的周期蛋白复合体，表现不同的CDK激酶活性。第10页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三M期周期蛋白分子的近N端含有一段9个氨基酸组成的破坏框，参与泛素介导的周期蛋白A和B的降解。G1期周期蛋白分子的C端含有一段特殊的PEST序列，可能与G1期周期蛋白的更新有关。第11页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三周期蛋白分子结构特征第12页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三哺乳动物和酵母部分细胞周期蛋白在细胞周期中的积累及其与CDK激酶活性的关系。第13页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、CDK激酶和CDK激酶抑制物在酵母cdc2和cdc28基因被分离后，几个实验