10.7 : 正の制御分子

健康な細胞を安定して生産するためには、娘細胞を生み出すプロセスである細胞周期を正確に制御する必要があります。

内部の制御チェックポイントでは、細胞の大きさやエネルギーの蓄え、DNAの質や完成度が、細胞周期を進めるのに十分であることを確認します。

正の制御因子には、細胞が制御チェックポイントを通過するための2つのタンパク質グループ、サイクリンとサイクリン依存性キナーゼ(CDK)があります。これらのタンパク質は、酵母からヒトまでの真核生物に存在します。

サイクリンは、最も関与している細胞周期の期や移行に基づいて、G₁、G₁/S、S、Mサイクリンに分類されます。一般的に、あるサイクリンの量は、細胞周期の大部分では低く、最も関与するチェックポイントにおいて急激に上昇します（なお、G₁サイクリンは例外で、細胞周期全体で必要とされます）。その後、サイクリンは細胞質内の酵素によって分解され、その量は低下します。その間に、次のチェックポイントに必要なサイクリンが蓄積されていきます。

細胞周期を制御するためには、サイクリンはサイクリン依存性キナーゼ（CDK）と結合する必要があります。CDKは、リン酸基を付加して標的タンパク質の活性を変化させる酵素の一種です。CDKはサイクリンと結合して初めて活性化します。CDKは、結合しているサイクリンに応じて、特定の細胞周期ステージに進むために必要な異なる標的タンパク質に誘導されます。

サイクリンと比較すると、CDKは細胞周期を通じて比較的一定のレベルを保っていますが、細胞周期中のサイクリンの量の変化に応じて、CDKの活性や標的となるタンパク質が変化します。