2026年3月18日 (三) 20:04的版本

前言

众所周知，某不知名通用细胞生物学教材在这一块内容的描述堪称~~清晰至极~~，~~为了增加大家学习细胞周期调控的难度~~，于是笔者打算从头重构，从真正细胞周期的顺序，为大家梳理一遍。

Cyclin-CDK复合物

Cyclin：细胞周期蛋白

细胞周期蛋白最初得名于其浓度在细胞周期中呈周期性变化。（根据其保守的细胞周期蛋白盒结构进行分类）细胞周期蛋白的振荡，即细胞周期蛋白基因表达的波动以及泛素介导的蛋白酶体途径对其的降解，会诱导细胞周期蛋白依赖性激酶（Cdk）活性的振荡，从而驱动细胞周期。细胞周期蛋白与Cdk形成复合物，Cdk开始被激活，但完全激活还需要磷酸化。复合物的形成导致Cdk活性位点的激活。细胞周期蛋白本身没有酶活性，但它们具有某些底物的结合位点，并将Cdk靶向特定的亚细胞定位。

结构

周期蛋白之间的一级结构（即氨基酸序列）通常差异显著。然而，所有周期蛋白家族成员在构成周期蛋白盒的约100个氨基酸区域上具有相似性。周期蛋白包含两个结构相似的全α折叠，第一个位于N端，第二个位于C端。一般认为所有周期蛋白都具有相似的三级结构，即由五个α螺旋紧密排列组成的两个结构域。其中第一个结构域为保守的周期蛋白盒，而周期蛋白盒以外的区域则呈现多样性。例如，S期周期蛋白和M期周期蛋白的氨基末端区域包含短小的破坏盒基序，这些基序可在有丝分裂中靶向引导这些蛋白质发生蛋白水解。

CDKs：细胞周期依赖性蛋白激酶

细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与细胞周期的调控。这些酶作为上游调控因子，响应细胞外和细胞内信号，调控转录、DNA修复、代谢和表观遗传调控等细胞过程。它们存在于所有已知的真核生物中，其在细胞周期中的调控功能在进化过程中高度保守。

CDKs的激活需要结合cyclins和磷酸化。这种磷酸化通常发生在特定的苏氨酸残基上，导致CDK发生构象变化，增强其激酶活性。激活后形成cyclin-CDK复合物，该复合物磷酸化特定的调节蛋白，这些蛋白是启动细胞周期各个步骤所必需的。在人类细胞中，CDK家族包含20个不同的成员，它们在细胞周期调控和转录中起关键作用。它们通常分为细胞周期CDK（调节细胞周期转换和细胞分裂）和转录CDK（介导基因转录）。CDK1、CDK2、CDK3、CDK4和CDK6直接与细胞周期事件的调控相关，而CDK7–13与转录调控相关。不同的cyclin-CDK复合物调控细胞周期的不同阶段，即G0/G1、S、G2和M期，这些阶段设有多个检查点以维持基因组稳定性并确保准确的DNA复制。较早细胞周期阶段的cyclin-CDK复合物有助于激活较后阶段的cyclin-CDK复合物。

Cyclin-CDK 复合物类型、作用及其存在周期

G₁/S 期细胞周期蛋白 – 对于细胞周期在细胞周期检查点 G₁期检查点（G₁/S 期转换）的调控至关重要。
- Cyclin A / CDK2 – 在 S 期活跃。
- Cyclin D / CDK4、Cyclin D / CDK6 和 Cyclin E / CDK2 – 调控从 G₁ 期到 S 期的转换。
G₂/M 期细胞周期蛋白 – 对于细胞周期在细胞周期检查点G₂期检查点（G₂/M 期转换）的调控至关重要。G₂/M 期细胞周期蛋白在 G₂ 期稳定积累，并在细胞退出有丝分裂时（中期|M期末期）被迅速降解。
- 细胞周期蛋白B / Cdk1|CDK1 – 调控从 G₂ 期到 M 期的进程。

**人类细胞周期CDK、其cyclin伴侣及其功能**
CDK	Cyclin伴侣	已确认的功能
CDK1	cyclin B	M期转换
CDK2	cyclin A	S/G2转换
CDK2	cyclin E	G1/S转换
CDK3	cyclin C	G0/G1和G1/S转换
CDK4, CDK6	cyclin D	G1/S转换。视网膜母细胞瘤基因产物（Rb）的磷酸化
CDK7	cyclin H	CAK和RNAPII转录

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 == Cyclin：细胞周期蛋白 ==
-[[Image:Cyclin Expression.svg|thumb|right|upright=1.5|人类细胞周期蛋白在细胞周期中的表达。]]
+[[Image:Cyclin Expression.svg|thumb|right|人类细胞周期蛋白在细胞周期中的表达。]]
 细胞周期蛋白最初得名于其浓度在细胞周期中呈周期性变化。（根据其保守的细胞周期蛋白盒结构进行分类）细胞周期蛋白的振荡，即细胞周期蛋白基因表达的波动以及泛素介导的蛋白酶体途径对其的降解，会诱导细胞周期蛋白依赖性激酶（Cdk）活性的振荡，从而驱动细胞周期。细胞周期蛋白与Cdk形成复合物，Cdk开始被激活，但完全激活还需要磷酸化。复合物的形成导致Cdk活性位点的激活。细胞周期蛋白本身没有酶活性，但它们具有某些底物的结合位点，并将Cdk靶向特定的亚细胞定位。
+=== 结构 ===
+周期蛋白之间的一级结构（即氨基酸序列）通常差异显著。然而，所有周期蛋白家族成员在构成周期蛋白盒的约100个氨基酸区域上具有相似性。周期蛋白包含两个结构相似的全α折叠，第一个位于N端，第二个位于C端。一般认为所有周期蛋白都具有相似的三级结构，即由五个α螺旋紧密排列组成的两个结构域。其中第一个结构域为保守的周期蛋白盒，而周期蛋白盒以外的区域则呈现多样性。例如，S期周期蛋白和M期周期蛋白的氨基末端区域包含短小的破坏盒基序，这些基序可在有丝分裂中靶向引导这些蛋白质发生蛋白水解。
-G1 期细胞周期蛋白、G1/S 期细胞周期蛋白、S 期细胞周期蛋白和 M 期细胞周期蛋白。
-=== 结构 ===
-所有细胞周期蛋白家族成员在构成细胞周期蛋白盒的100个氨基酸上都非常相似。细胞周期蛋白包含两个结构域，它们都具有相似的全α折叠结构，第一个结构域位于N端，第二个结构域位于C端。所有细胞周期蛋白都被认为具有相似的三级结构，即两个由5个α螺旋组成的紧凑结构域。第一个结构域是保守的细胞周期蛋白盒，细胞周期蛋白在该结构域之外的区域存在差异。例如，S期和M期细胞周期蛋白的氨基末端区域包含短的破坏盒基序，这些基序会将这些蛋白质靶向进行有丝分裂过程中的蛋白水解。
 == CDKs：细胞周期依赖性蛋白激酶 ==
 细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与细胞周期的调控。这些酶作为上游调控因子，响应细胞外和细胞内信号，调控转录、DNA修复、代谢和表观遗传调控等细胞过程。它们存在于所有已知的真核生物中，其在细胞周期中的调控功能在进化过程中高度保守。