周期蛋白

周期蛋白（cyclin）或称周期素是一个借由周期蛋白依赖性激酶（CDK）调节细胞周期的蛋白质家族。

## 功能

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简单来讲，细胞周期可以分为四个阶段：G0/G1、S、G2及M。G1和G2期是细胞生长期；S期是细胞将细胞核内的染色体复制的时期；M期是细胞进行有丝分裂或减数分裂的时期。在各个时期各有不同的周期蛋白所调控著，不同的周期蛋白在细胞周期的不同阶段发生作用。细胞周期的主要周期素有：cyclin A, cyclin B, cyclin D及cyclin E。在G1期→S期调控蛋白为细胞周期蛋白D1以及细胞周期蛋白E，s期→G2期调控蛋白为细胞周期蛋白A(cyclin A)，G2期→M期调控蛋白为细胞周期蛋白B(cyclin B)。

这类蛋白得名为周期蛋白是因为他们的浓度在细胞周期中周期性地变化。每一个周期蛋白都有一个保守的周期蛋白框（cyclin box）。cyclin box的功能是激活一种叫周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent kinase; CDK）。周期蛋白与相应的依赖性激酶结合形成成熟促进因子（MPFs）。成熟促进因子磷酸化并激活其他蛋白，这些磷酸化的蛋白之后会负责细胞分裂中的特定步骤，例如微管形成和染色质重塑。

不同的周期素激酶在细胞周期的不同阶段发生作用。

Cyclin D的浓度在一个细胞周期中根据细胞的生长与外部的生长调节信号逐步增长，激活CDK4或CDK6掌控G1期的细胞生长，使细胞生长与细胞周期相协调。

Cyclin E的浓度在G1期末尾上升并在S期初期下降。Cyclin A和Cyclin E激活CDK2调控染色体复制。Cyclin E也促进其他推动细胞周期的活动，例如中心体的复制。

Cyclin B激活CDK1调控有丝分裂和减数分裂，Cyclin B与Cdk的复合体引发纺锤体组装和姐妹染色单体沿纺锤体排列等细胞过程。在有丝分裂中期（姐妹染色单体整列在赤道板上）和后期（姐妹染色单体被拉向细胞两极），当纺锤体组装的检查点通过后，Cyclin B的降解导致分裂期结束。

有趣的是，有些周期素虽然拥有cyclin box但它们没有可激活的CDK：例如cyclin F, cyclin I以及cyclin G。而且cyclin I并没有细胞周期的调控功能，它主要作用在神经细胞上。

## 域结构

一般而言，细胞蛋白在主要结构或氨基酸序列上彼此有很大的差异。然而，周期蛋白家族的所有成员在组成周期蛋白盒的100个氨基酸上都很相似。周期蛋白包含两个类似all-α折叠的结构域，第一个位于N端，第二个位于C端。所有的周期蛋白都被认为含有类似由5 α螺旋组成的两个紧凑结构域的三级结构。其中第一个是保守的周期蛋白盒，周期蛋白盒之外的周期蛋白则有差异。例如，S和M周期蛋白的氨基末端区域含有短的毁灭盒动物，在有细胞分裂过程中，这些蛋白质会被蛋白质分解。

## 分类

有几种不同的细胞周期蛋白活跃于细胞周期的不同部分，它们会导致Cdk将不同的底物磷酸化。此外，还有几种“孤儿”周期蛋白，尚未发现其Cdk伙伴。例如，细胞周期蛋白F是一种孤儿细胞周期蛋白，对G2/M转换非常重要。在秀丽隐杆线虫中进行的一项研究揭示了有细胞分裂周期蛋白的特殊作用。值得注意的是，最近的研究显示，细胞周期蛋白A会创造一个细胞环境，促进微管在原核期脱离动子，以确保有效率的错误修正和忠实的染色体分离。

### 主要分类

周期素总共有两大类

- G1/S cyclins – essential for the control of the cell cycle at the G1/S transition,
- Cyclin A / CDK2 – active in S phase.
- Cyclin D / CDK4, Cyclin D / CDK6, and Cyclin E / CDK2 – regulates transition from G1 to S phase.
- G2/M cyclins – essential for the control of the cell cycle at the G2/M transition (mitosis). G2/M cyclins accumulate steadily during G2 and are abruptly destroyed as cells exit from mitosis (at the end of the M-phase).
- Cyclin B / CDK1 – regulates progression from G2 to M phase.

### 亚型

特殊的周期素亚型包含：

物种｜G1｜G1/S｜S｜M

酿酒酵母（S. cerevisiae）｜Cln3 (Cdk1)｜Cln 1,2 (Cdk1)｜Clb 5,6 (Cdk1)｜Clb 1,2,3,4 (Cdk 1)

粟酒裂殖酵母（S. pombe）｜Puc1? (Cdk1)｜Puc1, Cig1? (Cdk1)｜Cig2, Cig1? (Cdk1)｜Cdc13 (Cdk1)

黑腹果蝇（D. melanogaster）｜cyclin D (Cdk4)｜cyclin E (Cdk2)｜cyclin E, A (Cdk2,1)｜cyclin A, B, B3 (Cdk1)

非洲爪蟾（X. laevis）｜either not known or not present｜cyclin E (Cdk2)｜cyclin E, A (Cdk2,1)｜cyclin A, B, B3 (Cdk1)

智人（H. sapiens）｜cyclin D 1,2,3 （Cdk4,Cdk6）｜cyclin E（Cdk2）｜cyclin A（Cdk2,1）｜cyclin B （Cdk1）

蛋白质家族｜成员

Cyclin A｜Cyclin A1、Cyclin A2

Cyclin B｜Cyclin B1、Cyclin B2、Cyclin B3

C｜Cyclin C

Cyclin D｜Cyclin D1、Cyclin D2、Cyclin D3

Cyclin E｜Cyclin E1、Cyclin E2

F｜CCNF

G｜CCNG1、CCNG2

H｜Cyclin H

I｜CCNI、CCNI2

J｜CCNJ、CCNJL

K｜Cyclin K

L｜CCNL1、CCNL2

O｜CCNO

T｜CCNT1、CCNT2

Y｜CCNY、CCNYL1、CCNYL2、CCNYL3

### 其他含有此结构域的蛋白质

此外，以下三个人类蛋白质具有周期素结构域：

CABLES2、CNTD1、CNTD2

## 历史

利兰·哈特韦尔 (Leland H. Hartwell)、蒂姆·亨特 (R. Timothy Hunt)，和保罗·纳斯 (Paul M. Nurse) 由于发现周期素和周期蛋白依赖性激酶，而获得2001年诺贝尔生理医学奖。

## 基本资料

- 货币符号：Cyclin_N
- 日语原文：Cyclin, N端结构域
- Pfam：PF00134
- Pfam_clan：CL0065
- InterPro：IPR006671
- PROSITE：PDOC00264
- SCOP：1vin
- 蛋白质数据库（PDB）：1bu2, 1e9h, 1f5q, 1fin, 1fvv, 1g3n, 1gy3, 1h1p, 1h1q, 1h1r, 1h1s, 1h24, 1h25, 1h26, 1h27, 1h28, 1jkw, 1jow, 1jst, 1jsu, 1kxu, 1ogu, 1oi9, 1oiu, 1oiy, 1okv, 1okw, 1ol1, 1ol2, 1p5e, 1pkd, 1qmz, 1urc, 1vin, 1vyw, 1w98, 1xo2, 2b9r, 2bkz, 2bpm, 2c4g, 2c5n, 2c5o, 2c5v, 2c5x, 2c6t, 2cch, 2cci, 2cjm, 2euf, 2f2c, 2g9x, 2i40, 2i53, 2ivx, 2iw6, 2iw8, 2iw9, 2jgz, 2pk2, 2uue, 2uzb, 2uzd, 2uze, 2uzl, 2v22, 3bht, 3bhu, 3bhv, 3blh, 3blq, 3blr, 3ddp, 3ddq, 3dog, 3eid, 3ej1, 3eoc, 3f5x
- 货币符号：Cyclin_C
- 日语原文：Cyclin, C端结构域
- Pfam：PF02984
- InterPro：IPR004367
- Prosite：PDOC00264
- 蛋白质数据库（PDB）：1e9h, 1fin, 1fvv, 1gy3, 1h1p, 1h1q, 1h1r, 1h1s, 1h24, 1h25, 1h26, 1h27, 1h28, 1jst, 1jsu, 1ogu, 1oi9, 1oiu, 1oiy, 1okv, 1okw, 1ol1, 1ol2, 1p5e, 1pkd, 1qmz, 1urc, 1vin, 1vyw, 1w98, 2bkz, 2bpm, 2c4g, 2c5n, 2c5o, 2c5v, 2c5x, 2c6t, 2cch, 2cci, 2cjm, 2g9x, 2i40, 2iw6, 2iw8, 2iw9, 2uue, 2uzb, 2uzd, 2uze, 2uzl, 2v22, 3bht, 3bhu, 3bhv, 3ddp, 3ddq, 3dog, 3eid, 3ej1, 3eoc, 3f5x
- 货币符号：K-cyclin_vir_C
- 日语原文：周期蛋白K，C端
- Pfam：PF09080
- InterPro：IPR015164
- SCOP：1g3n