当你读到这篇文章时,涉及到'MPF'你大概能将范围缩小到有丝分裂、减数分裂当中。
在本篇文章中着重介绍的是在卵母细胞中减数分裂中常见到的MPF这一部分
MPF(maturetionpromoting factor),即卵细胞成熟促进因子或细胞有丝分裂促进因子。
第一部分:MPF的组成
MPF=调节亚单位(细胞周期蛋白) CyclinB1+催化亚单位 CDK1(cdc2基因编码的一类蛋白质/CDK1)+
调节亚单位:是一类随细胞周期变化而周期性出现或消失的蛋白质,称为细胞周期蛋白,它具有细胞周期特异性及细胞类型特异性。
催化亚单位:是由cdc2/CDK1基因编码的一类蛋白质,称为周期蛋白依赖性蛋白激酶——CDK。其只有与调节亚单位结合后,才具蛋白激酶活性,促使细胞进入分裂期。
image.png第二部分:细胞周期蛋白以及周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)
细胞周期蛋白
· 分类多:高等动物中含有的细胞周期蛋白种类丰度,如:A1、A2、B1、B2、B3、C、D1、D2、D3、E1、E2、F、G、H等。
· 周期性表达:介绍几种周期性的蛋白。
①G1期蛋白:只在G1期中表达并只在G1期到S期的转化过程中执行调节功能,如:周期蛋白C、D、E、Cln1、Cln2、Cln3等
②<u style="box-sizing: border-box;">M期蛋白</u>:有的周期蛋白随虽然在间期表达和积累,但到M期才表现出调节功能,如:周期蛋白A、B等。Cyclin B1的含量在整个G1期和S期被后期促进复合物(anaphase-promoting complex APC)抑制,APC是一种E3泛素连接酶,靶向CyclinB1,并促进其被蛋白水解
其中,在哺乳动物中CyclinA 在G1期的早期即开始表达和逐渐积累,到达G1/S交界处,含量达到最大值并一直维持到G2/M期。CyclinB 则从G1期晚期开始表达并逐渐积累,到G2期后期阶段达到最大值并一直维持到M期的中期阶段,然后迅速降解。
此外,G1期周期蛋白在细胞周期中存在的时间相对较短,而M期周期蛋白在细胞周期中相对稳定。
image.png周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)
①CDK是一个蛋白质激酶家族,因其在细胞周期中的调控作用而首次被发现,该蛋白家族也涉及转录调控、mRNA加工和神经细胞的分化。
其中,CDK1是高度保守的 Ser/Thr 蛋白激酶,在细胞周期循环中起着重要的作用。
②现将CDK结合的细胞周期蛋白以及激活时期总结如下:
参考3第三部分:MPF的功能
① 高活性的cyclin-B1/CDK1在早期有丝分裂中引发不可逆的细胞变化,包括中心体分离、核膜破裂和纺锤体组装。
②与核纤层的关系:核纤层蛋白是MPF的另一催化底物,核纤层蛋白在有丝分裂时处于高度磷酸化状态,到有丝分裂结束则发生去磷酸化,均与MPF的特异性的催化作用有关,而这一过程被认为是引起核纤层结构解体、核膜破裂的直接原因。
③活化的MPF浓度决定了细胞能否进入有丝分裂。
若在你的研究中涉及到MPF,那么你会用什么标准来判断MPF的活性呢?
1、MPF活性=CyclinB1+CDK1的磷酸化
引入p-Cdc2(Y15),可检测CDK1的磷酸化水平
参考:Echinoderm Microtubule Associated Protein Like 1 Is Indispensable for Oocyte Spindle Assembly and Meiotic Progression in Mice
F8
在本篇文章Figure8 中引用了p-Cdc2(Y15),其表达的而含义为:在细胞周期的 G2 期,CDC2 在 Y15 和 T14 的磷酸化抑制了 CDC2 的活性,而在 G2 晚期,CDC25 磷酸酶对 Y15 和 T14 的去磷酸化恢复了其活性。所以当在细胞中检测到p-Cdc2(Y15)为高表达时说明CyclinB1的活性受到了抑制,从而MPF的活性降低,进入减数分裂的进程有所延缓。
2、关于CyclinB1与CDK的关系是什么?CyclinB2对于CNB1的补偿机制(compensatory mechanism )是什么?
①当CyclinB1失活时,为什么卵母细胞可以达到GVBD且与control不相上下,主要原因在于当CyclinB1失活时,CDK被激活,并且CyclinB1发生于CNB1(CyclinB1)的补偿机制,从而可以实现GVBD% 不受影响。
②在CNB家族中。CyclinB1与CyclinB2都是CNB家族的,当CNB1失活时,则会激发CDK与CNB2的激活,来补偿CyclinB1,从而不影响卵母细胞第一次减数分裂中GVBD%的发生,这就是CNB1与CNB2的补偿机制。
参考:Cyclin B2 can compensate for Cyclin B1 in oocyte meiosis I
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