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サイクリンは、 1982年にR.ティモシー・ハントがウニの細胞周期を研究している際に最初に発見されました。[ 2 ] [ 3 ]
2011年12月13日に放送された「The Life Scientific」のジム・アル＝ハリリとR・ティモシー・ハントによるインタビューで、「サイクリン」という名前はもともと彼の趣味であるサイクリングにちなんで名付けられたと説明された。命名後に初めて細胞周期におけるその重要性が明らかになった。適切であったため、その名前が定着した。[ 4 ]
R. ティモシー・ハント：「ところで、私が作ったサイクリンという名前は、実は冗談だったんです。当時、私はサイクリングが大好きだったのですが、彼らは独房に出入りしていました…」[ 4 ]
サイクリンは、細胞周期中にその濃度が周期的に変化することから、もともとそのように名付けられました。（ただし、サイクリンは現在、保存されたサイクリンボックス構造に基づいて分類されており、これらのサイクリンすべてが細胞周期を通じてレベルが変化するわけではないことに注意してください。[ 5 ]）サイクリンの振動、すなわちサイクリン遺伝子発現の変動とユビキチンを介したプロテアソーム経路による分解は、Cdk活性の振動を誘発して細胞周期を駆動します。サイクリンはCdkと複合体を形成し、Cdkは活性化を開始しますが、完全な活性化にはリン酸化も必要です。複合体形成はCdk活性部位の活性化をもたらします。サイクリン自体は酵素活性を持ちませんが、いくつかの基質に対する結合部位を持ち、Cdkを特定の細胞内局所に標的化します。[ 5 ]
サイクリンは、 p34 / cdc2 / cdk1タンパク質などの依存性キナーゼと結合すると、成熟促進因子（ MPF）を形成します。MPFはリン酸化によって他のタンパク質を活性化します。これらのリン酸化されたタンパク質は、微小管形成やクロマチンリモデリングなど、細胞分裂中の特定のイベントに関与します。サイクリンは、脊椎動物の体細胞と酵母細胞の細胞周期における挙動に基づいて、G1サイクリン、G1/Sサイクリン、Sサイクリン、Mサイクリンの4つのクラスに分類できます。この分類はほとんどの細胞周期について議論する際に有用ですが、一部のサイクリンは異なる細胞型で異なる機能やタイミングを持つため、普遍的なものではありません。
G1/SサイクリンはG1期後期に増加し、S期初期に減少する。Cdk-G1/Sサイクリン複合体は、主にG1期におけるS期Cdk活性を阻害するシステムを停止させることにより、DNA複製の初期プロセスを誘導し始める。サイクリンはまた、脊椎動物における中心体複製や酵母における紡錘体極体形成など、細胞周期を進行させるための他の活動も促進する。G1/Sサイクリンの増加は、Sサイクリンの増加と並行して起こる。
G1サイクリンは、他のサイクリンとは異なり、細胞の成長と外部の成長調節シグナルに基づいて、細胞周期全体を通して濃度が徐々に増加する（変動しない）という特徴を持つ。G1サイクリンの存在は、細胞の成長と新たな細胞周期への移行を協調させる役割を果たす。
SサイクリンはCdkに結合し、この複合体が直接DNA複製を誘導する。Sサイクリンのレベルは、S期全体を通してだけでなく、G2期や初期分裂期においても高いまま維持され、分裂初期の事象を促進する。
細胞が有糸分裂に入り始めると、Mサイクリン濃度が上昇し、中期にピークに達します。有糸分裂紡錘体の形成や紡錘体に沿った姉妹染色分体の整列など、細胞周期における細胞の変化は、Mサイクリン-Cdk複合体によって誘導されます。紡錘体形成チェックポイントが満たされた後、中期および後期にMサイクリンが破壊されると、有糸分裂が終了し、細胞質分裂が起こります。[ 6 ] 個々の細胞で免疫細胞化学的に検出されたサイクリンの発現は、細胞のDNA含有量（細胞周期の段階）に関連して、[ 7 ]またはS期におけるDNA複製の開始と終了に関連して、フローサイトメトリーによって測定できます。[ 8 ]
カポジ肉腫ヘルペスウイルス（KSHV ）は、 CDK6に結合するD型サイクリン（ORF72）をコードしており、KSHV関連癌に寄与する可能性が高い。[ 9 ]
サイクリンは一般的に、一次構造、つまりアミノ酸配列において互いに大きく異なっている。しかし、サイクリンファミリーのすべてのメンバーは、サイクリンボックスを構成する100個のアミノ酸において類似している。サイクリンは、類似した全αフォールドの2つのドメインを含み、1つはN末端に、もう1つはC末端に位置する。すべてのサイクリンは、5つのαヘリックスからなる2つのコンパクトなドメインの類似した三次構造を持つと考えられている。そのうちの1つは保存されたサイクリンボックスであり、その外側ではサイクリンは多様である。例えば、SサイクリンとMサイクリンのアミノ末端領域には、有糸分裂中にこれらのタンパク質をタンパク質分解の標的とする短い分解ボックスモチーフが含まれている。
細胞周期のさまざまな段階で活性化し、Cdk に異なる基質をリン酸化させるサイクリンがいくつか存在する。また、Cdk パートナーが特定されていない「オーファン」サイクリンもいくつか存在する。たとえば、サイクリン F は G 2 /M 移行に必須のオーファン サイクリンである。[ 12 ] [ 13 ] C. elegansの研究により、有糸分裂サイクリンの特定の役割が明らかになった。[ 14 ] [ 15 ]特に、最近の研究では、サイクリン A が前中期にキネトコアから微小管の解離を促進し、効率的なエラー修正と正確な染色体分離を保証する細胞環境を作り出すことが示されている。細胞は染色体を正確に分離する必要があり、このイベントは、キネトコアと呼ばれる特殊な構造を介して染色体が紡錘体微小管に双方向に付着することに依存している。細胞分裂の初期段階では、動原体が紡錘体微小管に結合する際に多くのエラーが発生します。不安定な結合は、細胞が正しい結合を見つけようとする過程で、微小管が動原体から絶えず解離、再整列、再結合することを引き起こし、エラーの修正を促進します。タンパク質サイクリンAはこのプロセスを制御し、エラーが解消されるまでプロセスを継続させます。正常な細胞では、持続的なサイクリンAの発現により、染色体が整列した細胞であっても、動原体に結合した微小管の安定化が妨げられます。サイクリンAのレベルが低下すると、微小管の結合が安定し、細胞分裂が進むにつれて染色体が正しく分割されます。対照的に、サイクリンA欠損細胞では、微小管の結合が時期尚早に安定化します。その結果、これらの細胞はエラーを修正できず、染色体分離異常の発生率が高くなります。[ 16 ]
サイクリンには大きく分けて2つのグループがあります。
特定のサイクリンサブタイプと、それに対応するCDK（括弧内）は以下のとおりです。
さらに、以下のヒトタンパク質はサイクリンドメインを含んでいる。
リーランド・H・ハートウェル、R・ティモシー・ハント、ポール・M・ナースは、サイクリンとサイクリン依存性キナーゼの発見により、2001年のノーベル生理学・医学賞を受賞した。 [ 17 ]