《第14章细胞增殖调控与癌细胞ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第14章细胞增殖调控与癌细胞ppt课件.ppt（62页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第14章 细胞增殖调控与癌细胞,第一节 细胞增殖调控,一.MPF的发现及其作用卵细胞成熟促进因子（maturationpromoting factor）细胞有丝分裂促进因子（mitosispromoting factor）M 期促进因子（M-phasepromoting factor）与M 期细胞融合的间期细胞发生了形态各异的染色体凝缩，称之为早熟染色体凝缩(premature chromosome condensation，PCC),此种染色体则称为早熟凝缩染色体。,非洲爪蟾卵细胞成熟过程、受精和第一次卵裂示意图,GV,在成熟的卵细胞的细胞质中，必然有一种物质，可以诱导卵母细胞成熟。他们将这
2、种物质称作成熟促进因子，即MPF。1988年Lohka等用非洲爪蟾分离获得MPF，并证明其主要有P32和P45蛋白。P32和P45结合后，可以使多种蛋白底物磷酸化，MPF是一种蛋白激酶。,二、p34cdc2 激酶的发现及其与MPF 的关系允许温度条件下2023(permissve temperature)，芽殖酵母正常分裂繁殖，而在限定温度条件下(restrictive temperature)3537，则不能正常分裂繁殖。由于某个基因发生突变而引起的，产生了突变体。L.Hartwell分离获得了数十个温度敏感突变体（temperature-sensitive mutants）。不同的突变体，
3、发生突变的基因不同，细胞在细胞周期中所停留的时期以及细胞所表现出的形态结构也常常不同。酵母中这些与细胞分裂和细胞周期调控有关的基因，被称之为cdc（cell division cycle）基因。如cdc2、cdc25、cdc28等。,cdc2基因是裂殖酵母中的关键基因。cdc2基因突变导致细胞停留在G2/M交界。cdc2基因表达的产物为一种相对分子量为34kDa的蛋白，被称为p34cdc2。p34cdc2具有蛋白激酶活性，可以使多种蛋白底物磷酸化因而被称为p34cdc2激酶。cdc28是芽殖酵母中的关键基因。cdc28基因突变，芽殖酵母细胞或者停留在G1/S交界处，或者停留在G2/M交界处。它
4、的基因表达的产物也是一种相对分子量为34kDa的蛋白，被称为p34cdc28。p34cdc28也是一种蛋白激酶。p34cdc2还是p34cdc28本身不具有酶的活性，必须与另一种蛋白p56cdc13结合才具有激酶的活性。,P34cdc2与 MPF都具有激酶活性并能够促进G2/M转换。那么P34cdc2与 MPF有何关系？James Maller实验室和Paul Nurse实验室开始合作证明MPF中的p32 可以被芽殖酵母中的p34cdc2 特异抗体所识别，并且p34cdc2多肽片段可以增强MPF 活性，表明二者为同源物。MPF的p45和p56cdc13是否也有一定关系呢？,三、周期蛋白周期蛋白
5、均含有一段相当保守的氨基酸序列，称为周期蛋白框(cyclin box)，约100个氨基酸残基，其功能介导周期蛋白与CDK结合。不同的周期蛋白框识别不同的CDK，组成不同的cyclin-CDK复合体，表现出不同的CDK活性。M期周期蛋白的近N端含有一段由9个氨基酸残基组成的特殊序列RXXLGXIXN），称为破坏框（destruction box），主要参与泛素依赖性的cyclin A 和cyclin B 的降解。,M phase Cyclin-Cdk(MPF)(Cyclin-dependent protein kinase),哺乳动物和酵母细胞周期蛋白在细胞周期中的积累及其与CDK 活性的关系,
6、四、CDK(cyclin-dependent kinase)和CDK 抑制因子(cyclin-dependent kinase)CK I,五、细胞周期运转调控（一）G2/M 期转化与CDK1 的关键性调控作用CDK1激酶，在细胞周期中的含量相对稳定，而cyclin B 的含量则呈现周期性变化；p34cdc2 蛋白只有与cyclin B 结合后才有可能表现出激酶活性。因而，CDK1 活性首先依赖于cyclin B 含量的积累。cyclin B 一般在G1 期的晚期开始合成，通过S 期，其含量不断增加，到达G2 期，其含量达到最大值。,CAK(CDK1-Activiting Kinase),Cyc
7、lin-Cdk复合物的多样性,G1 S G2/M Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk Budding Yeast CLN1,2,3-CDC28 CLB5,(3,4)-CDC28 CLB1,2(3,4)-CDC28 Fission Yeast CIG1-CDC2 CIG2-CDC2 CIG13-CDC2 Higher Eukaryotes CyclinD1,2,3-CDK4/6 CyclinA-CDK2 CyclinB-CDC2 CyclinE1,2-CDK2,G1 Substrates,S Substrates,G2/M Substrates,Growth and
8、 Morphogenesis,DNA Replication,Mitosis,（二）M 期周期蛋白与细胞分裂中期向后期转换 细胞周期运转到分裂中期后，M 期cyclin A 和B将迅速降解，CDK1 活性丧失，上述被CDK1 磷酸化的靶蛋白去磷酸化，细胞周期便从M 期中期向后期转化。,APC(Anaphase Promoting Complex)介导选择性降解的靶蛋白与Ubiquitin结合(通过泛素依赖性途径降解)APC主要介导两类蛋白降解:Anaphase Inhibitors和Mitotic Cyclin.前者维持姐妹染色单体粘连,抑制后期启动；后者的降解意味着有丝分裂即将结束，即染色体
9、开始去凝集，核膜重建。Cdc20和Mad2蛋白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体前将不能从动粒上释放，由于Mad2与Cdc20结合而抑制APC的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，APC才有活性，才启动细胞向后期转换。,（三）G1/S 期转化与G1 期周期蛋白依赖性CDK细胞由G1 期向S 期转化主要受G1 期周期蛋白依赖性CDK 所控制。哺乳动物细胞中，G1期周期蛋白主要包括cyclin D、E。与G1 期周期蛋白结合的CDK 主要包括CDK2、CDK4和CDK6 等。cyclin DCDK的作用底物是Rb蛋白（retinoblastoma protein）。Rb蛋白是G1/S期转
10、化的负调控因子。cyclin ECDK2活性为S期启动所必需。cyclin ACDK2与DNA的复制有关。,SCF 泛素化依赖蛋白质降解途径,在整个细胞周期中DNA 复制一次，且只能一次。执照因子假说对细胞核染色质DNA复制发行“执照”（licensing）。在M 期，细胞核膜破 裂，胞质中的执照因子与染色质接触并与之结合，使后者获得DNA 复制所必需的“执照”。细胞通过G1 期 后进入S 期，DNA 开始复制。随DNA 复制过程的进行，“执照”信号不断减弱直到消失。到达G2 期，细胞核不再含有“执照”信号，DNA 复制结束并不再起始。只有等到下一个M 期，染色质再次与胞质中的执照因子接触，重
11、新获得“执照”，细胞核才能开始新一轮的DNA 复制。DNA 复制执照因子的主要成分Mcm 蛋白（minichromosome mantenance protein）是其主要成分。,（四）S/G2/M 期转换与DNA 复制检验点,DNA 复制还未完成或者DNA 复制出现问题，细胞周期便不能向下一个阶段转换。DNA复制检验点主要包括两种：S 期内部检验点（intra-S phase checkpoint）以及DNA复制检验点（replication checkpoint）,六、其他因素在细胞周期调控中的作用内在因素：癌基因和抑癌基因；外在因素：离子辐射、化学物质作用、病毒感染、温度变化、pH 变化
12、等。,第二节 癌细胞,一、癌细胞的基本特征（一）细胞生长与分裂失去控制（二）具有浸润性和扩散性,癌细胞的扩散,（三）细胞间相互作用改变（四）表达谱改变或蛋白质活性改变（五）体外培养的恶性转化细胞的特征,染色体非整倍性,二、癌基因与抑癌基因癌基因（oncogene）是控制细胞生长和分裂的一类正常基因，其突变能引起正常细胞发生癌变。癌基因分为：病毒癌基因（v-onco）和细胞癌基因（c-onco）又称原癌基因（protooncogene）抑癌基因（tumor suppressor gene，antioncogene）编码的蛋白质，其功能是正常细胞增殖过程中的负调控因子，在细胞周期的检验点上起阻止周
13、期进程的作用，或者是促进细胞凋亡。Rb基因 P53基因,控制细胞增长和增殖，并与肿瘤发生相关的7类蛋白,p53 是一种转录因子，DNA 的损伤会导致p53 的水平上升，激活DNA 的修复系统，同时启动很多下游基因的转录，其中包括p21CIP。p21 能够与各种cyclin-CDK 复合物结合，抑制它们的活性，使细胞周期阻滞，等待DNA 完成修复。在DNA 严重损伤的情况下，p53 将诱导凋亡因子的表达，使细胞进入程序化死亡。,细胞信号调控网络及肿瘤发生相关的主要调控因子,三、肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果 癌症的发生一般并不是单一基因的突变，而至少在一个细胞中发生56 个基因突变,APC（adenomatosis polyposis coli）结肠腺瘤样息肉基因DCC（deleted in colorectal cancer）结直肠癌缺失基因,四、肿瘤干细胞 肿瘤干细胞是一群存在于某些肿瘤组织中的干细胞样细胞（cancer stem cell）。,肿瘤干细胞与肿瘤的发生机制模型,Thanks for yourattention!,
