一文了解核心細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)
細(xì)胞周期簡介
細(xì)胞周期是指細(xì)胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過程,分為間期與分裂期兩個(gè)階段。一個(gè)細(xì)胞周期可分為四個(gè)時(shí)期:G1(DNA合成前期)、S(DNA復(fù)制期)、G2(有絲分裂準(zhǔn)備期)和M(有絲分裂期),這是個(gè)高度調(diào)控的過程,使細(xì)胞生長、遺傳物質(zhì)復(fù)制和細(xì)胞分裂成為可能。這一過程是由運(yùn)行在細(xì)胞核中的核心細(xì)胞周期機(jī)制驅(qū)動(dòng)的。在細(xì)胞周期通路中,起到核心調(diào)控作用的是細(xì)胞周期蛋白(Cyclins)和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDKs)。
細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)核心分子
CDKs:屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶家族成員之一,是一種由細(xì)胞周期催化激酶亞基和調(diào)節(jié)亞基組成的二聚體復(fù)合物,為Cyclin-CDK系統(tǒng)的催化亞基;
Cyclins:選擇性的與CDKs催化亞基結(jié)合成為異二聚體,為Cyclin-CDK系統(tǒng)的調(diào)節(jié)亞基。
Cyclin-CDK在細(xì)胞周期不同階段的作用
G1/S期激酶主要包括:CDK2、CDK4和CDK6。G1期接收到有絲分裂信號(hào)導(dǎo)致Cyclin D (Cyclin D1、Cyclin D2和Cyclin D3)上調(diào),Cyclin D結(jié)合并激活CDK4或CDK6,Cyclin D-CDK4/6激酶磷酸化各種細(xì)胞靶點(diǎn),其中最重要的是視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白(RB1),Cyclin D-CDK4/6對RB1的磷酸化使RB1部分失活,導(dǎo)致E2F轉(zhuǎn)錄因子的釋放,上調(diào)E2F的靶基因表達(dá)。Cyclin E(Cyclin E1和Cyclin E2)結(jié)合并激活CDK2,Cyclin E1/E2-CDK2負(fù)責(zé)完成RB1的磷酸化,通過釋放更多的E2F,促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄進(jìn)入S期。Cyclin A-CDK2復(fù)合物是S期的標(biāo)志性復(fù)合物,一方面可促進(jìn)E2F轉(zhuǎn)錄S期蛋白,另一方面,磷酸化調(diào)控細(xì)胞分裂周期蛋白6(Cdc6)的亞細(xì)胞定位,Cdc6是啟動(dòng)DNA復(fù)制所必需的蛋白質(zhì)。
G2/M期主要受CDK1激酶調(diào)控,Cyclin A和Cyclin B在一定時(shí)期內(nèi)表達(dá)并都可以結(jié)合并激活CDK1,CDK1蛋白本身不具有蛋白激酶的活性,當(dāng)Cyclin A/B含量積累到一定值時(shí),兩者相互結(jié)合成Cyclin A/B-CDK1復(fù)合體,結(jié)合Cyclin A/B的CDK1被Wee1(絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族成員之一)將Thr14和Tyr15磷酸化從而抑制細(xì)胞進(jìn)入M期。在M期,Wee1的活性下降,Cdc25使CDK1的Thr14和Tyr15去磷酸化,其激酶活性才能表現(xiàn)出來。Cyclin A的關(guān)鍵功能是激活Cyclin B-CDK1,Cyclin B在有絲分裂開始時(shí)被Polo樣激酶(PLK1)磷酸化,在細(xì)胞核內(nèi)積累。Cyclin B-CDK1磷酸化幾種蛋白質(zhì),其中大部分與有絲分裂進(jìn)程和細(xì)胞分裂相關(guān)的事件有關(guān),如:核包膜破裂、染色體凝聚、有絲分裂紡錘體的組裝和功能、染色體分離和細(xì)胞分裂等。
圖1. 細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)核心分子機(jī)制
圖片源自《Front Cell Dev Biol》雜志
細(xì)胞周期的剎車系統(tǒng)
正常情況下,細(xì)胞周期會(huì)在Cyclin-CDK復(fù)合物的驅(qū)動(dòng)下有序進(jìn)行,一旦增殖失控,就會(huì)給機(jī)體造成重大傷害,如:腫瘤細(xì)胞。為了避免細(xì)胞出現(xiàn)無限增殖的情況,細(xì)胞周期中存在著剎車系統(tǒng)——CDKs抑制蛋白(CKIs)。
CKIs是細(xì)胞周期中調(diào)控的關(guān)鍵檢查點(diǎn),保證細(xì)胞分裂增殖的有序進(jìn)行,也是一個(gè)最有前景的癌癥治療領(lǐng)域。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征,可將CKIs分為兩大家族:1. CIP/KIP家族:即細(xì)胞周期依賴性激酶抑制蛋白(CIP)/激酶抑制蛋白(KIP)家族,廣泛抑制CDK1-Cyclin、CDK2-Cyclin、CDK4-Cyclin、CDK6-Cyclin復(fù)合物,其N端和C端分別具有不同的結(jié)構(gòu)和功能,所以又稱雙重特異家族,包括:P21、P27和P57;2. INK4家族:即CDK4抑制劑家族,特異性的抑制CDK4-Cyclin、CDK6-Cyclin復(fù)合物,都包含獨(dú)特的四個(gè)錨蛋白重復(fù)序列,所以又稱錨蛋白家族,包括:P15、P16、P18和P19。
云克隆細(xì)胞周期相關(guān)蛋白檢測產(chǎn)品部分結(jié)果展示
1. 細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2,CDK2
抗體貨號(hào):PAB889Hu01
檢測數(shù)據(jù):
圖2. WB detection for Hela cell lysate (Lane 1), HepG2 cell lysate (Lane 2) and K562 cell lysate (Lane 3)
圖3. IF staining for HepG2 cells
2. 細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4,CDK4
抗體貨號(hào):PAB233Hu01
檢測數(shù)據(jù):
圖4. WB detection for rat kidney lysate
圖5. IHC staining for human lymphoma tissue
3. 細(xì)胞周期蛋白B,Cyclin B
抗體貨號(hào):PAD264Hu01
檢測數(shù)據(jù):
圖6. WB detection for Jurkat cell lysate
4. 細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A,P16
抗體貨號(hào):PAA794Hu01
檢測數(shù)據(jù):
圖7. WB detection for MCF7 cell lysate
圖8. FCM detection for HepG2 cells
5. 細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A,P21
抗體貨號(hào):PAE624Hu01
檢測數(shù)據(jù):
圖9. WB detection for rat cerebrum lysate (Lane 1), rat uterus lysate (Lane 2) and hela cell lysate (Lane 3)
云克隆核心細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品部分展示如下:
靶標(biāo) | 核心貨號(hào) | 靶標(biāo) | 核心貨號(hào) |
CDK2 | B889 | CDK4 | B233 |
CDK6 | C059 | Cyclin D1 | A585 |
Cyclin D2 | A586 | Cyclin D3 | A587 |
RB1 | B211 | E2F1 | J181 |
E2F2 | J182 | E2F3 | J183 |
CDK1 | B888 | Cyclin B | D264 |
Cdc25 | E658 | P15 | E627 |
P16 | A794 | P19 | E629 |
P21 | E624 | P27 | E625 |