细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)
/ SY-klin dee-PEN-dent KY-nayss /
想象一台强大的机器,被牢牢固定在地板上、处于关闭状态,无害地闲置着,直到有人把正确的激活模块卡进去——然后它便骤然苏醒,开始给每一个经过的东西盖上某种特定的印记。细胞正是用这样一台机器来推动分裂的每个阶段前进。细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)是一种酶,一旦被周期蛋白搭档开启,它就把细胞从周期的一个时相踢进下一个。
激酶是一种把磷酸基团接到其他蛋白质上的酶——磷酸是一个小小的化学标签,可以开启或关闭那些蛋白质。CDK 是一种只有在结合了周期蛋白时才有活性的激酶(因此叫“依赖周期蛋白”)。周期蛋白既开启 CDK,又帮助挑选它的目标。一旦被激活,CDK 就给一组把细胞推入下一时相的蛋白质加上磷酸:比如,它可以触发 DNA 复制,或引爆有丝分裂那场戏剧化的重组。由于周期蛋白的水平按时升降,CDK 便在恰当的时间被开启和关闭,造就了周期那有条不紊的行进。
CDK 之所以重要,是因为它们是细胞周期调控的核心引擎——不同的周期蛋白-CDK 搭档就像换挡杆,把细胞从 G1 推到 S、再到 G2、再到有丝分裂。对它们动手脚是危险的:过度活跃的 CDK 会助推癌症,这正是好几种抗癌药都是 CDK 抑制剂的原因。CDK 的发现(最初是酵母里一个叫“cdc2”的基因,在人类体内是同一个)赢得了诺贝尔奖。一个常见的误解是认为“循环”的是 CDK——其实来来去去的是周期蛋白,而 CDK 待在原地,等待它的搭档。
与有丝分裂周期蛋白 B 配对的 CDK(历史上称为成熟促进因子)是“进入有丝分裂”的总开关——把它的活性形式注入一个静止的青蛙卵,那个卵就会被直接逼入分裂。
有活性的 CDK-周期蛋白 B 复合体能把细胞直接逼入有丝分裂。
CDK 本身并不起起落落——它始终存在,只是没有活性;起伏振荡的是它的周期蛋白搭档,所以 CDK 是一台稳定的引擎,被一把不断更换的钥匙开启又关闭。