图说 | 细胞周期调节系统

➢细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）

真核细胞周期受复杂的调节系统控制，其中主要调控成分是细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）。

・酵母的细胞周期只受CDK1的调控。

・动物细胞受CDKs家族成员CDK1、CDK2、CDK4和CDK6的调控，其中起关键作用的是CDK1和CDK2。

➢细胞周期蛋白（Cyclins）

细胞周期蛋白（G，G1/S， S，和M cyclins）的表达水平随着细胞周期变化，与特定的CDK结合形成一系列cyclin-CDK复合物，在细胞周期不同阶段发挥调控作用。

不同cyclin-CDK复合物催化不同底物磷酸化，这些底物在S期和有丝分裂纺锤体组装中触发染色体复制，并为有丝分裂中的染色体分离提供准备。

G1 cyclins在增殖细胞中的表达水平不会表现出明显的变化。G1 cyclins在细胞周期中持续表达，形成具有活性的G1-CDK复合物，从而激活G1/S-CDKs和S-CDKs复合物。G1-CDK发挥活性作用，响应细胞大小信号或来自细胞外的促有丝分裂信号，进入细胞周期。

➢CDK激活激酶（CAK）

CDK激活条件

・结合特定的cyclin亚基形成cyclin-CDK复合物

・CDK激活激酶（CAK）通过苏氨酸磷酸化激活CDK

➢后期促进复合物/环状体（APC或APC/C）

细胞周期调节系统的另一个关键组成部分是后期促进复合物/环状体（anaphase-promoting complex or cyclosome，APC或APC/C），一种多亚基泛素蛋白连接酶。

APC核心包含12到13个亚基，其中大多数亚基在真核生物进化中一直处于保守状态。APC的激活需要将底物募集到APC的激活亚基并结合。

通过与Cdc20结合，APC在早期有丝分裂中被激活，并导致两种主要底物的泛素化和降解，使细胞周期向后期转变。

1. 分离酶抑制蛋白securin发生降解，释放蛋白酶裂解cohesin。在中期期间，姐妹染色单体通过完整的cohesin复合物连接，cohesin被裂解，姐妹染色单体分离，可以自由地移动到两极进行后期。

2. S-cyclins和M-cyclins发生降解，CDK失活，从而使CDK底物去磷酸化并完成M期有丝分裂。

后期结束后，Cdc20被Cdh1取代，Cdh1在有丝分裂后期以及随后的整个G1期维持APC活性，直至下一个细胞周期开始。

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