“CDK”的版本间的差异

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'''细胞周期蛋白依赖性激酶'''('''Cyclin-dependent kinases''',简称 '''CDK''')是一个蛋白质激酶家族,在[[细胞周期]]的调控中起核心作用。此外,该家族成员还参与调节[[转录]]、[[mRNA剪接]]以及[[神经系统]]的分化。
 
 
 
 
CDK 本身不具活性,必须与特定的激活亚基——'''[[细胞周期蛋白]]'''('''Cyclins''')结合形成复合物,并经过磷酸化修饰后才具有催化活性。CDK 通过磷酸化其下游靶蛋白(如 [[Rb蛋白]]),驱动细胞从一个周期阶段进入下一个阶段。
 
 
== 激活与抑制机制 ==
 
 
CDK 的活性受高度精密的层级调控,主要包括以下三个维度:
 
 
# '''Cyclin 结合:''' CDK 包含一个 T-环(T-loop)结构,在未结合 Cyclin 时会阻塞活性位点。结合后,T-环移位,暴露出 ATP 结合口袋。
 
# '''磷酸化修饰:''' 需要由 CDK 激活激酶(CAK)在特定位点(如 CDK2 的 $T160$)进行磷酸化。相反,Wee1 激酶的磷酸化则会抑制其活性。
 
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2025年12月24日 (三) 10:41的版本


CDK
160px
CDK2 与 Cyclin A 形成的活性复合物结构
英文全称 Cyclin-dependent kinases
酶分类 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
激活因子 Cyclins
抑制因子 p21p27p16 (CKIs)
核心功能 细胞周期推进、转录调控

细胞周期蛋白依赖性激酶Cyclin-dependent kinases,简称 CDK)是一个蛋白质激酶家族,在细胞周期的调控中起核心“引擎”作用。此外,该家族成员还参与调节基因转录、mRNA 剪接以及神经系统的发育分化。


CDK 本身不具备催化活性,必须与特定的激活亚基——细胞周期蛋白Cyclins)结合形成复合物,并经过特定的磷酸化修饰后才具有激酶活性。CDK 通过磷酸化其下游靶蛋白(如 Rb蛋白),驱动细胞从一个周期阶段进入下一个阶段。

激活与抑制机制

作为细胞生命活动的核心监控点,CDK 的活性受到三层精密调控:

  1. Cyclin 结合: CDK 在未结合 Cyclin 时,其活性位点被 T-环(T-loop)结构阻塞。结合后,构象发生改变,暴露出 ATP 结合口袋。
  2. 磷酸化修饰: 需要由 CDK 激活激酶(CAK)在特定位点(如 CDK2 的 T160)进行磷酸化以达到完全活性。相反,Wee1 激酶的磷酸化则产生抑制作用。
  3. CKI 抑制: 专门的抑制蛋白(如 p21p27)通过物理包裹 CDK-Cyclin 复合物,使其失去激酶活性,从而在 DNA 受损时踩下“刹车”。

核心 CDK 家族成员与细胞周期对应表

掌握不同 CDK 成员在周期中的分工,是理解肿瘤异常增殖的关键:


主要 CDK 成员及其在细胞周期中的分工表
成员 结合配体 (Cyclin) 对应细胞周期 核心功能与生物学意义
CDK4 / 6 Cyclin D G1 期 磷酸化 Rb,释放 E2F 转录因子,启动周期入口
CDK2 Cyclin E G1 晚期 / S 期入口 介导 G1/S 转换,启动 DNA 复制
CDK2 Cyclin A S 期 / G2 期 推进 DNA 合成,防止 DNA 重复复制
CDK1 Cyclin B / A M 期 驱动细胞进入有丝分裂,触发核仁分解与纺锤体形成
CDK7 Cyclin H 全周期 / 转录 作为 CAK 激活其他 CDK;参与 RNA 聚合酶 II 磷酸化

临床应用:CDK 抑制剂 (CDKi)

CDK 活性的失控是恶性肿瘤的共性特征。因此,开发高选择性的 CDK 抑制剂已成为现代肿瘤靶向治疗的里程碑。

  • CDK4/6 抑制剂: 代表药物包括 帕博西尼 (Palbociclib)、阿贝西尼 (Abemaciclib) 和 瑞波西尼 (Ribociclib)。
    • 适应症: 主要用于 HR 阳性、HER2 阴性的晚期乳腺癌。
    • 机制: 通过阻断 G1 到 S 期的进程,诱导肿瘤细胞发生 G1 期停滞,并可能增强抗肿瘤免疫反应。
  • 新型选择性抑制剂: 目前研究重点正转向 CDK7、CDK9 和 CDK12 等转录相关 CDK 的抑制剂,旨在干扰肿瘤细胞的转录成瘾。

参见

参考文献


细胞周期激酶与生化信号通路导航
激酶核心: CDK1 · CDK2 · CDK4 · CDK6 · CDK7 · CDK9
激活亚基: Cyclin A · Cyclin B · Cyclin D · Cyclin E · Cyclin H
抑制/调控: p21 · p27 · p16 · Rb蛋白 · Wee1 · Cdc25
相关药物: 帕博西尼 · 阿贝西尼 · 瑞波西尼 · 靶向药物设计

临床应用:CDK 抑制剂 (CDKi)

由于 CDK 活性异常升高是恶性肿瘤不受控制增殖的共性特征,CDK 已成为癌症靶向治疗的热点靶标。

  • CDK4/6 抑制剂:帕博西尼 (Palbociclib)、阿贝西尼 (Abemaciclib)。这些药物已获批用于 $HR+$ / $HER2-$ 的晚期乳腺癌治疗,通过将肿瘤细胞锁定在 $G_1$ 期来抑制增殖。
  • 多靶点 CDK 抑制剂: 早期研发的泛 CDK 抑制剂(如 Flavopiridol)因毒性较大限制了应用,目前研究正转向更具选择性的 CDK9 或 CDK12 抑制剂,用于干预肿瘤转录。

参见

参考文献


细胞周期激酶与生化信号通路导航
激酶核心: CDK1 · CDK2 · CDK4 · CDK6 · CDK7 · CDK9
激活亚基: Cyclin A · Cyclin B · Cyclin D · Cyclin E · Cyclin H
抑制/调控: p21 · p27 · p16 · Rb蛋白 · Wee1 · Cdc25
相关药物: 帕博西尼 · 阿贝西尼 · 瑞波西尼 · 靶向药物设计