细胞周期蛋白和细胞周期

细胞周期是当前细胞生物学和分子生物学的热门研究课题之一。细胞生物学家、分子生物学家和遗传学家们运用了不同的材料对细胞周期G_1→S、S→G_2、G_2→M和M→G_1等过渡的调控问题进行了研究,其中以周期蛋白和p34~(cdc2)相互作用的研究最为引人注目。在G_2→M过渡期,p34~(cdc2)和周期蛋白B结合,经历一系列的磷酸化和去磷酸化过程,形成有活性的MPF,实现G_2→M期的过渡,在M期中/后期,周期蛋白B降解,致使MPF失活,细胞离开M期;在G_1→S期过渡时,p34~(cdc2)和G_1周期蛋白结合,引起DNA的复制,使细胞进入S期。此外还发现不少cdc 2的类似物在细胞周期各过渡期也有作用。因此,不同的周期蛋白和不同的cdc 2产物,参与细胞周期的方式不同。细胞周期的调控是多途径的和多层次的,这已成为进一步揭示细胞周期调控活动所必需研究的问题。     

酵母Pho80对Pho85蛋白激酶活性的调节

酵母pho80和pho85基因编码的蛋白质是阻遏型酸性磷酸酯酶基因表达调控系统中的2种负调控因子.其中pho85基因编码产物己被证明是1种类似于p34~(^cdc2/CDC28)的蛋白激酶,磷酸化该调控系统中的正调控因子Pho4,并使之失活,用抗pho85抗体从啤酒酵母YPH499及其衍生菌株的细胞抽提液中得到Pho85免疫复合物,对大肠杆菌表达的Pho4蛋白进行了体外磷酸化分析,证实酵母Pho80是Pho85蛋白激酶活力所必需,pho80基因的表达水平直接影响Pho85免疫复合物对Pho4蛋白的磷酸化程度.根据基因序列推导的Pho80蛋白氨基酸序列中,含有一段与几种cyclin同源的区域,通过寡核苷酸的插入或小片段缺失而对该区域及邻近部位在基因水平进行的微小改变均可导致Pho80丧失阻遏酸性磷酸酯酶基因表达的能力.     

M期启动调节的普遍机制

细胞周期内发生的事件是细胞正常繁殖所必需的。对于所有的细胞周期来说,有两个事件是主要的:S期和M期。前者是染色体复制时期,后者是复制了的染色体分离并进入两个子细胞的时期。本文讨论细胞周期中M期启动的调控。据现在所知,所有的真核细胞存在一个共同的调控机制,其中心是蛋白激酶P34~(cdc2),它在有丝分裂及减数分裂的M期都被活化。在活化时,该激酶的磷酸化状态需要发生改变,并要和周期素(cyclin)相互作用。周期素是一类在细胞周期过程中水平发生变化的蛋白质。P34~(cdc2)被认为可以     

成熟促进因子对克隆重构胚核重编程的调控

成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)由催化亚单位P34cdc2和调节亚单位cyclin组成,对细胞周期的调控起着重要作用。目前,在核移植研究中发现：供体核在MPF的作用下发生核膜破裂(nuclear envelop breakdown．NEBD)和早熟染色体凝集(premature chromosome condensation,PCC),促进了核、质蛋白质因子的交换,有利于核重编程的进行。PCC还会对供体核的倍性及形态产生影响。     

Cyclin B1、P34cdc2在非小细胞肺癌中的表达及意义

目的为了研究非小细胞肺癌组织中Cyclin B1及P34cdc2的表达,探讨Cyclin B1及P34cdc2的表达与非小细胞肺癌临床病理特征的关系.方法随机收集非小细胞肺癌(含癌旁细支气管和/或小支气管增生组织和正常肺组织)标本100例.采用免疫组织化学SP法.结果显示在癌组织与癌旁细支气管和/或小支气管上皮增生组织及正常肺组织中Cyclin B1及P34cdc2表达差异有显著性(P＜0.01).在癌组织中有过表达;在癌旁细支气管和/或小支气管上皮增生组织中的表达较正常肺组织中的表达增强.100例非小细胞肺癌组织中Cyclin B1及P34cdc2表达呈正相关(P＜0.01),相关系数为0.966.癌旁细支气管和/或小支气管上皮增生组织中,Cyclin B1及P34cdc2的表达也呈正相关(P＜0.01),相关系数为0.638.组织类型、分化程度和淋巴结转移与Cyclin B1及P34cdc2的表达均无统计学意义(P＞0.05).不同临床分期的非小细胞肺癌,其Cyclin B1及P34 cdc2的表达差异有显著性(P＜0.05).结论 Cyclin B1及P34cdc2在非小细胞肺癌中有过表达现象,二者在M期前形成过多的促成熟因子(maturation promoting factor, MPF)从而加速非小细胞肺癌细胞跨越G2/M期关卡进入分裂期.过表达的Cyclin B1及P34cdc2可作为反映非小细胞肺癌细胞分裂增殖能力和临床分期的指标之一.     

Survivin、P34cdc2在非小细胞肺癌中的表达及意义

目的研究非小细胞肺癌组织中survivin和P34cdc3的表达,探讨survivin和P34cdc2的表达与非小细胞肺癌临床病理特征的关系.方法随机收集非小细胞肺癌(含癌旁细支气管和/或小支气管增生组织和正常肺组织)标本100例.采用免疫组织化学SP法染色.结果在癌组织与癌旁细支气管和/或小支气管上皮增生组织及正常肺组织中survivin和P34cdc2表达差异有显著性(P＜0.01).在癌组织中有过表达,在癌旁细支气管和/或小支气管上皮增生组织中的表达较正常肺组织中的表达增强;癌组织中survivin和P34cdc2表达呈正相关(P＜0.01),癌旁细支气管和/或小支气管上皮增生组织中,survivin和P34cdc2的表达也呈正相关(P＜0.01).癌组织类型、分化程度和淋巴结转移与survivin和P34cdc2的表达均无相关性(P＞0.05).不同临床分期的非小细胞肺癌,其survivin和P34cec2的表达差异有显著性(P＜0.05).结论survivin和P34cdc2在非小细胞肺癌中有过表达现象,在非小细胞肺癌的G2/M期,P34cdc2可能通过将survivinThr(34)磷酸化而激活或增强细胞的抗凋亡能力,从而将细胞周期进程与凋亡调控有机地联系起来.过表达的survivin和P34cdc2可作为反映非小细胞肺癌细胞分裂增殖、凋亡抑制(细胞生存延长)能力和临床分期的指标之一.     

成熟促进因子及其对卵母细胞成熟调控机制研究的新进展

卵母细胞成熟调控机制一直是发育生物学和生殖生物学领域的热点问题。以现代分子生物学理论为基础,科学家们对卵母细胞成熟分裂的分子生物学调控机理进行了大量研究。发现了细胞周期中许多关键的调控因子：cdc基因、周期蛋白依赖性激酶(CDKs)及细胞周期蛋白(cyclin)。本文对卵母细胞成熟调控的核心调控物质——成熟促进因子(maturation—promoting factor,MPF)的分子结构、周期变化及其在卵母细胞成熟过程中与丝裂原激活蛋白激酶(mitogen—activated protein kinase,MAPK)相互作用关系的最新进展进行了综述。     

细胞周期的调控

[1989年4月4日—8日在英国 St.Andrews 大学召开了国际性的细胞周期学术讨论会,而本篇系 Nature 副编 Geoffrey North 综述该次大会报告内容的文章]活跃地进行分裂的真核细胞,经历着一系列有序的事件,被称作细胞周期。不论是有丝分裂或是减数分裂的细胞周期,均告终于核分裂的 M 相。自发现裂殖酵母细胞周期调控基因cdc2编码组份 MPF(Maturation Promoting Factor)是 M 相的诱导因子之后,人们的注意力开始转向探索决定 MPF 在细胞周期特定时间激活的因素。涉及这方面的因素有多种蛋白质,特别是一些周期蛋白(Cyclins),其细胞内浓度随周期而异,时升时降,调控着     

蛋白质磷酸化：叩开细胞有丝分裂之门

真核细胞由间期进入有丝分裂期时,伴随着一系列的事件发生,这些事件不少是由许多特定蛋白质的磷酸化引起的。这些蛋白质被磷酸化后,其构型和生理功能发生改变。细胞内有多种蛋白激酶参与这些磷酸化过程,而其中P 34~(cdc2)激酶起着核心作用。     

不同氮、磷状况对水稻根生长及细胞周期蛋白激酶(CDKs)基因表达的影响

用蛭石与石英砂作为混合固体培养介质研究了低磷 (PO4 3 -)胁迫和部分根系供氮 (NO-3 )对水稻 (O ryzasativaL .)苗期根系生长的影响。结果表明 :低磷胁迫和供氮均能诱导水稻不定根和不定根上侧根的伸长。细胞分裂的进程受依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(CDKs)的调控 ,在缺磷和供氮条件下 ,细胞周期蛋白激酶cdc2Os 1在根系表达都增强 ,而cdc2Os 2的表达无明显变化。cdc2Os 1的这种表达模式与这两种处理下根系的加速伸长具一致性 ,表明在磷缺乏和供氮处理下 ,cdc2Os 1基因在根系表达的增强 ,可能促进了根细胞的分裂活性 ,从而加速不定根和侧根的伸长     

血管内皮Nrf2-ARE通路调控的研究进展与展望

核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)是一种对细胞氧化应激十分敏感的基因转录因子,可诱导依赖抗氧化反应元件(ARE)的多种抗氧化蛋白的合成;Nrf2由Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)扣押于胞浆并被转运至26S蛋白酶体降解,从而维持在生理状态下Nrf2的低转录活性;创伤及氧化应激可诱导Nrf2从Keap1解离并转位至胞核,从而启动下游靶基因的转录激活.由蛋白激酶C(PKC)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、肌酸激酶2(CK2)等蛋白激酶介导的Nrf2磷酸化、亲电子物质对Keap1巯基的修饰,以及泛素-蛋白酶体系统均与Nrf2-ARE通路的转录调控有关.     

PCNA等5种基因在小鼠睾丸发育过程中的表达

以出生1日、30日和成年昆明小鼠睾丸组织为实验材料,利用地高辛标记的基因探针在组织切片上进行DNA－mRNA分子原位杂交,研究了PCNA、cyclinD1、cdc2、P21和P16基因共5种细胞周期调控基因在小鼠睾丸发育中的表达变化。结果发现：PCNA基因在30日龄和成年鼠睾丸中都有强的表达;而cyclin D1基因只在30日龄的小鼠睾丸组织中有表达;P21、P16和cdc2基因在3个不同的发育阶段都没有表达。这些结果表明：(1)细胞周期调控基因cyclin D1、cdc2、P16和P21与小鼠睾丸发育和精子发生过程的细胞增殖控制关系不大,可能小鼠睾丸和精子发育过程中的细胞增殖调控与其他细胞的增殖调控有不同的机制;(2)cyclin D1基因在小鼠睾丸中的表达模式表明,cyclin D1基因在睾丸发育中有不同于细胞增殖促进的作用;(3)小鼠睾丸发育中,精子发生开始时期可能晚于30日龄。 Abstracts：Using in situ hybridization technique with Dig Labeled DNA probe, we studied the expression of PCNA,cyclin D1, cdc2, P21 and P16 gene in the test of one day old,30 days old and adult Kunming mouse.The results shows that the expression of PCNA gene was strong in the test of 30 days old and adult mouse; cyclin D1 gene only expressed in the test of 30 days old mouse; cdc2,P21 and P16 gene did not express in the test of all three groups of mouse.These results suggest that:(1)cyclin D1,cdc2,P16 and P21 genes are not related to the regulaton of cell cycle during test development and germ genaration, and possibly the machanism of cell cycle regulation during test development and germ genaration is different from other kind of cells;(2)cyclin D1 has other founctions except promoting cell profilation;and (3)the germ genaration during test development may start after 30 days old.     

多头绒泡菌类p34cdc2蛋白的定位研究

目前关于动物和酵母细胞中p34cdc2的定位研究结果尚存在分歧,而关于该蛋白在植物细胞中的定位尚不清楚.以多头绒泡菌( Physarum polycephalum )S期、G2早期、G2中期、G2晚期、前期、中期和后末期的原质团和细胞核为材料进行免疫印迹,发现原质团和细胞核都含有一种分子量约34 kD的类p34cdc2蛋白,该蛋白在原质团和细胞核中的含量在整个细胞周期进程中基本保持稳定.以抗p34cdc2单克隆抗体为探针的免疫电镜结果显示,类p34cdc2蛋白既分布于细胞核也分布于细胞质中,在细胞核中主要与染色体和核仁结合.经抗p34cdc2单克隆抗体处理后,多头绒泡菌的有丝分裂启始迟滞约2 h.结果表明,多头绒泡菌类p34cdc2蛋白存在于细胞核和细胞质中,与细胞有丝分裂密切相关,其含量在细胞周期进程中基本保持稳定.     

多头绒泡菌类p34^cdc2蛋白的定位研究

目前关于动物和酵母细胞中p34cdc2 的定位研究结果尚存在分歧 ,而关于该蛋白在植物细胞中的定位尚不清楚。以多头绒泡菌 (Physarumpolycephalum)S期、G2早期、G2中期、G2晚期、前期、中期和后末期的原质团和细胞核为材料进行免疫印迹 ,发现原质团和细胞核都含有一种分子量约 34kD的类p34cdc2 蛋白 ,该蛋白在原质团和细胞核中的含量在整个细胞周期进程中基本保持稳定。以抗p34cdc2 单克隆抗体为探针的免疫电镜结果显示 ,类p34cdc2 蛋白既分布于细胞核也分布于细胞质中 ,在细胞核中主要与染色体和核仁结合。经抗p34cdc2 单克隆抗体处理后 ,多头绒泡菌的有丝分裂启始迟滞约 2h。结果表明 ,多头绒泡菌类p34cdc2 蛋白存在于细胞核和细胞质中 ,与细胞有丝分裂密切相关 ,其含量在细胞周期进程中基本保持稳定。     

裂殖壶菌EST文库cdc2基因的筛选与分析

利用已建立的裂殖壹菌(Schizochytrium sp FJU-512)EST文库,通过序列比对分析发现p34cdc2相似基因的3′端序列,分离含该EST序列的质粒ROCHA2004,以T7引物进行反向测序,获得p34cdc2相似基因的全长序列,结合NCBI的ORF finder以及Blastx程序获得p34cdc2蛋白的氨基酸序列;利用同源模建方法构建了该蛋白的三维空间结构,并预测其功能结构域;对该蛋白进行系统发育分析,构建进化树,结果显示该蛋白同小麦(Triticum aestivum)的p34cdc2序列亲缘关系最近。     

环境温度影响蟾蜍卵母细胞成熟能力的机制之实验分析

长年饲养在高温(28—30℃)环境中雌性中华大蟾蜍,它们的卵母细胞可以长足,但经激素处理时,生发泡不破裂,仅显示成熟过程早期阶段的变化。值得注意的是,在孕酮刺激后的高温卵卵质中,出观了一种能诱发低温卵恢复减数分裂的物质,称作为“依赖冬眠因子的促成熟物质”(HF-MPS)。HF-MPS 与MPF 有不少相似之处,如孕酮处理后,它们在卵质中出现的时间相仿,它们的形成均不依赖于转录水平,而是依赖于翻译水平的蛋白质合成活动;但亦存在不同之处,如MPF 诱发低温卵GVBD 时程不受温度影响,而HF-MPS 在10℃环境中,诱发低温卵GVBD 的时间明显延缓;MPF 不仅能诱发低温卵GVBD,而且同样能诱发高温卵GVBD,然而,HF-MPS 只能诱发低温卵GVBD。由此表明,MPF 和HF-MPS 似乎是截然不同的两类活性蛋白质。高温卵缺少低温诱发产生的“冬眠因子”,所以不能恢复cdc 2基因的转录活动,不能实现MPF 自身催化扩增作用,不能保证孕酮处理后的卵母细胞完成正常成熟的全过程变化。足见,低温是中华大蟾蜍卵母细胞恢复减数分裂过程中的必要条件,是导致中华大蟾蜍现有区域分布的内在原因之一。     

转录调节因子σ~(38)介导铜绿假单胞菌绿脓菌素合成代谢调控

【目的】为了进一步鉴定铜绿假单胞菌转录调控因子σ~(38)对2个拷贝吩嗪合成基因簇(phz A1-G1和phz A2-G2)的具体调控方式并推定介导绿脓菌素合成代谢的可能调控机制。【方法】根据铜绿假单胞菌基因组信息,利用同源重组原理构建rpo S基因缺失突变株Δrpo S以及克隆全长rpo S基因作互补分析;再以单一吩嗪基因簇缺失突变株Δphz1和Δphz2为出发菌株,分别构建rpo S缺失突变株Δrpo Sphz1和rpo S插入突变株Δrpo Sphz2,测定并比较野生株及相关突变株的绿脓菌素合成量,初步推定σ~(38)因子对2个不同吩嗪基因簇表达的调控方式。【结果】在GA培养基中,突变株Δrpo S的绿脓菌素合成量比野生株显著增加;互补分析证实,σ~(38)可使突变株Δrpo S的绿脓菌素降低并接近野生株PAO1水平;与对照株Δphz1相比,突变株Δrpo Sphz1的绿脓菌素合成量因σ~(38)因子缺失而显著减少;而与对照株Δphz2相比,突变株Δrpo Sphz2的绿脓菌素合成量因σ~(38)因子缺失显著增加。【结论】转录调控因子σ~(38)对铜绿假单胞菌绿脓菌素的合成代谢的确具一定的负调控作用;结合已报道的研究结果,初步推定:σ~(38)因子通过负调控吩嗪基因簇phz1,正调控吩嗪基因簇phz2的表达实现对绿脓菌素合成代谢的调控。     

蛋白激酶在卵母细胞减数分裂和受精中的作用

脊椎动物卵母细胞的减数分裂和受精过程受到多种蛋白激酶的调节。近年来对于卵母细胞成熟、活化和受精的分子机制研究取得了长足进步 ,发现促成熟因子 (MPF)和促分裂原活化蛋白激酶 (MAPK)是调节卵母细胞细胞周期的关键分子 ,二者的激活和失活导致了减数分裂的恢复、阻滞和完成。许多蛋白激酶通过调节MPF和MAPK活性来影响减数分裂。Polo like激酶活化MPF ,Mos激活MAPK而启动成熟分裂并维持中期阻滞。CaMKII通过泛素途径灭活MPF使卵突破MII期阻滞。另外 ,p90 rsk作为MAPK的下游分子参与减数分裂调节 ,蛋白激酶C(PKC)诱导皮质颗粒排放并抑制MAPK激活 ,酪氨酸蛋白激酶家族成员介导受精诱发的Ca2 释放。这些蛋白激酶的协同作用推动了卵母细胞正常的成熟与受精     

蛋白激酶A对小鼠受精卵早期发育过程中M期促进因子活性的影响

为研究小鼠体内 1 细胞期受精卵M期蛋白激酶A(PKA)对M期促进因子 (MPF)活性的影响 ,应用PKA激动剂cAMP及热稳定性抑制剂PKI显微注射入 1 细胞期受精卵内 ,观察MPF及PKA活性变化 .未经注射的对照组MPF活性在分裂期增高 ,分裂间期下降 ;而PKA活性在进入分裂期下降 ,分裂间期升高 .cAMP组PKA活性维持高峰值 ,直至注射HCG后 2 8h ,MPF活性高峰延迟 30min出现 ;PKI显微注射组PKA活性低 ,而MPF活性在注射HCG后 2 7 5h即达高峰 ,且维持高峰时间达1 5h .结果表明 ,PKA活性在细胞周期中也呈波动性 ,间期活性高 ,分裂期活性低 ;PKA高活性抑制MPF活性 ,而抑制PKA活性则MPF活性高峰提前出现 .     

原癌基因c-erbB2和c-myb经丝裂原活化蛋白激酶和成熟促进因子途径调节卵母细胞的成熟

本研究探讨了原癌基因c-erbB:和c-myb对小鼠卵母细胞成熟的影响及其在调控卵母细胞成熟中与丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和成熟促进因子(mamration promoting factor,MPF)的上下游关系.c-erbB2反义寡脱氧核苷酸(antisense oligodeoxynucleotide,ASODN)和c.myb ASODN均呈剂量依赖方式抑制卵母细胞的生发泡破裂(germinalvesicle breakdown,GVBD)率和第一极体(first polar body,PBl)排放率,并显著延迟其成熟时间.小鼠卵母细胞显微注射重组人c-erbB2蛋白和c-myb蛋白后,培养6 h其GVBD率分别比对照组上升了23.1%(P<0.05)和32.2%(P<0.05),.培养12 h其PBl排放率分别比对照组上升了17.3%(P<0.05)和23.5%(P<0.05).RT-PCR结果显示,小鼠卵母细胞中存在c-erbB2mRNA和c-myb mRNA表达;c-erbB2ASODN能明显抑制卵母细胞中c-erbB2mRNA和c-myb mRNA的表达,c-myb ASODN能明显抑制卵母细胞中c-myb mRNA的表达,对c-erbB2 mRNA无明显影响;MAPK抑制剂PD98059以及MPF抑制剂roscovitine在抑制卵母细胞成熟的同时,均能阻断显微注射重组人c-erbB:蛋白和重组人c-myb蛋白对卵母细胞成熟的促进作用,但对卵母细胞中c-erbB2mRNA和c-myb mRNA表达无明显影响.Western blot结果显示,c-erbB2ASODN、c-mybASODN、PD98059、roscovitine均使卵母细胞中MAPK磷酸化水平和cyclinB 1含量下降.结果提示,原癌基因c-erbB2、c-myb在卵母细胞成熟中起重要作用,可能是调控卵母细胞成熟中关键蛋白激酶如MAPK、MPF的上游激活物.