細胞周期調控因子-細胞周期蛋白依賴性激酶CDK1
細胞周期(cell cycle)是指細胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結束所經 歷的全過程,分為間期與分裂期兩個階段。細胞分裂時期即 M 期,是細胞形態(tài) 結構發(fā)生急速變化的時期,包括一系列核的變化、染色質的濃縮、紡錘體的出現(xiàn), 以及染色體精確均等地分配到兩個子細胞中的過程,使分裂后的細胞保持遺傳上 的一致性?,F(xiàn)在已知從酵母到人類的所有真核細胞的 M 期啟動是受同一機制調 控,即 MPF,其生化本質是蛋白激酶,可催化若干種蛋白發(fā)生磷酸化,從而引 起這些蛋白的結構和功能狀態(tài)的改變,而導致細胞內代謝活動的變化,有活性的 MPF 實質是由 p34CDK2 和 Cyclin 兩部分組成。p34CDK2 是 cdc2 基因的產物 p34CDK2 蛋白,其單獨存在時無激酶活性,當進入 M 期與細胞周期蛋白 cyclin 結合形成復合體,然后由 week/mik1 激酶和 CDK 激酶催化 CDK 上的 Tyr14、 Tyr15、Tyr161 磷酸化,隨后在磷酸化酶 Cdc25c 的催化下,使前兩者發(fā)生去磷 酸化,從而表現(xiàn)出活性。深入研究已知,這類蛋白激酶復合體對細胞周期運行有 重要作用,被喻為細胞周期運轉的引擎,P34CDK2 激酶類型又稱為周期蛋白依 賴性激酶 CDK,現(xiàn)在已知 11 種編碼 CDK 的基因,各種 CDK 蛋白的作用時期不 同,它們在細胞周期中含量不出現(xiàn)波動,僅發(fā)生去磷酸化與磷酸化的周期性變化 的規(guī)律改變,故使得 CDK 激酶活性出現(xiàn)周期變化,從而導致細胞中一系列事件 的發(fā)生。
CDK1(細胞周期蛋白依賴性激酶 1)是一個高度保守的 Ser/Thr 蛋白激酶,在 細胞周期循環(huán)中起著重要的作用。在人體內,Cdk1 是由 CDC2 基因編碼,與 cyclin 形成復合物磷酸化一系列的目標底物(已知在出芽酵母中超過 75 種蛋白),從 而導致細胞周期循環(huán)的發(fā)生。
由于 CDK1 的高度保守,它的功能在出芽酵母中研究的比較清楚。在出芽 酵母中,細胞循環(huán)的起始是由兩個調節(jié)復合物控制 SBF (SCB-binding factor) and MBF (MCB-binding factor)。這兩個復合物控制 G1/S 期的基因轉錄,然而正常情 況下這兩個復合物是失活的,SBF 被 Whi5 蛋白抑制,當被 Cln3-Cdk1 磷酸化后, Whi5 從核子中釋放,從而允許 G1/S 期的基因得以轉錄。
CDK1 蛋白在細胞周期循環(huán)中同樣受到高度調節(jié),顯然地它的調節(jié)與它的復 合物的參與者 cyclin 息息相關。Cyclin 的結合改變了 CDK1 的激活位點,從而導 致 CDK1 的激活。除了受到 Cyclin 的調節(jié)之外,CDK1 還受磷酸化的調節(jié),一 個保守的 Tyr 蛋白激酶可以抑制 CDK1。CDK1-Cyclin 復合物還受 CKIs 抑制劑 蛋白的控制,從而周期性的控制細胞循環(huán)的發(fā)生和關閉。
圖 1:細胞周期循環(huán)圖
鑒于 CDK1 在細胞循環(huán)周期調節(jié)中的重要性,我們利用反轉錄方法獲得 CDK1 的基因,成功克隆并在大腸桿菌中表達了 CDK1 蛋白。利用親和層析方法 獲得了蛋白純度超過 95%的重組蛋白(貨號:RPB888Hu01),如圖 2 所示 (MW=13.5KD)。用純化得到的重組蛋白免疫兔子,獲得了 CDK1 的多克隆抗 體血清,并利用親和層析純化的方法獲得了針對 CDK1 的特異性抗體(貨號: PAB888Hu01)。
獲得親和純化的抗體后,我們通過 western blot 對其組織特異性進行檢測, 結果如圖 3 所示(33KD,與 Uniprot 中已知的分子量大小相當)。特異性的抗體和 高純度的重組蛋白相信會給研究人員帶來好的研究結果。 CDK1 的表達異常和腫 瘤以及癌癥的發(fā)生有關,因此快速準確的檢測細胞中的表達含量對于與之相關的 癌癥研究非常重要,為方便廣大科研工作者,我們推出了 human CDK1 的 Elisa 試劑盒(貨號:SEB888Hu),可以快速準確的檢測組織和細胞中的蛋白含量,給 研究者提供研究依據(jù),方便廣大科研人員的使用。
講到這里,細胞周期調控蛋白的重要性不言而喻,CDK1 作為蛋白激酶家族 的一員,獲得其專一性的磷酸化抗體對研究人員是必不可少的研究工具,對于生 物研究人員來說,好的工具是研究成功的一半。關于優(yōu)爾生 CDK1 的磷酸化抗體 故事,我們在以后的專題中做專門介紹。