細胞週期與分裂

細胞週期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)

/ SY-klin dee-PEN-dent KY-nayss /

想像一台強大的機器,被牢牢固定在地板上、處於關閉狀態,無害地閒置著,直到有人把正確的激活模組卡進去——然後它便驟然甦醒,開始給每一個經過的東西蓋上某種特定的印記。細胞正是用這樣一台機器來推動分裂的每個階段前進。細胞週期蛋白依賴性激酶(CDK)是一種酶,一旦被週期蛋白搭檔開啟,它就把細胞從週期的一個時相踢進下一個。

激酶是一種把磷酸基團接到其他蛋白質上的酶——磷酸是一個小小的化學標籤,可以開啟或關閉那些蛋白質。CDK 是一種只有在結合了週期蛋白時才有活性的激酶(因此叫「依賴週期蛋白」)。週期蛋白既開啟 CDK,又幫助挑選它的目標。一旦被激活,CDK 就給一組把細胞推入下一時相的蛋白質加上磷酸:比如,它可以觸發 DNA 複製,或引爆有絲分裂那場戲劇化的重組。由於週期蛋白的水平按時升降,CDK 便在恰當的時間被開啟和關閉,造就了週期那有條不紊的行進。

CDK 之所以重要,是因為它們是細胞週期調控的核心引擎——不同的週期蛋白-CDK 搭檔就像換擋桿,把細胞從 G1 推到 S、再到 G2、再到有絲分裂。對它們動手腳是危險的:過度活躍的 CDK 會助推癌症,這正是好幾種抗癌藥都是 CDK 抑制劑的原因。CDK 的發現(最初是酵母裡一個叫「cdc2」的基因,在人類體內是同一個)贏得了諾貝爾獎。一個常見的誤解是認為「循環」的是 CDK——其實來來去去的是週期蛋白,而 CDK 待在原地,等待它的搭檔。

與有絲分裂週期蛋白 B 配對的 CDK(歷史上稱為成熟促進因子)是「進入有絲分裂」的總開關——把它的活性形式注入一個靜止的青蛙卵,那個卵就會被直接逼入分裂。

有活性的 CDK-週期蛋白 B 複合體能把細胞直接逼入有絲分裂。

CDK 本身並不起起落落——它始終存在,只是沒有活性;起伏振盪的是它的週期蛋白搭檔,所以 CDK 是一台穩定的引擎,被一把不斷更換的鑰匙開啟又關閉。

又稱
CDK周期蛋白依赖激酶週期蛋白依賴激酶