DNA与蛋白质相互作用结构特征1

第页及蛋白质相互作用的结构特征

7反式作用因子必须及顺式作用元件相结合，才能发挥其调节基因表达的作用。反式作用因子至少含有三个功能域，即结合功能域，转录活性功能域和其它转录因子结合功能域。反式作用因子的结合功能域具有一些带共性的结构特征，如同源结构域、碱性亮氨酸拉链模体、锌指模体等。1.螺旋-转角-螺旋模体（（））1.1原核生物模体（）色氨酸阻遏因子和分解产物基因激活蛋白（）均为同二聚体，分子结构中含模体，该模体由两段α-螺旋和一段β-转角构成（但需要另外伸出的第三个α-螺旋才能稳定），第二个α-螺旋负责识别大沟序列，故称为识别螺旋（图103）。图103模体的分子结构

1031.2真核生物模体（）1.2.1同源异型结构域（）同源异型结构域的氨基酸残基序列及原核细胞类似，由三段α-螺旋，环绕一个疏水核心折叠而成。所不同的是识别螺旋较长，在大沟中的定向有所不同，其典型的结合位点是盒（图104）。图104同源异型结构域的分子结构

1041.2.2模体（）为模体的变体，其结构类似于同源结构域，但其β-转角由5个残基构成，识别螺旋及有较长的接触面（图105）。图105模体的分子结构

1051.2.3侧翼模体（）侧翼模体是α/β变体，由110个保守的氨基酸残基构成α/β识别螺旋，另外两个翼状环结构及相邻的骨架和小沟相互作用。典型的例子是肝细胞核因子-3γ（3γ）（图106）。图106侧翼模体的分子结构

1061.2.4分解产物基因激活蛋白样结构域（）真核生物多种转录激活因子均具有此结合结构域，但及不同，该结构域是以单体形式及大沟结合，其结合靠水介导。典型的例子如转录因子.1的结构域（图107）。图107转录因子.1的结构域

107.11.2.5P结构域（）该结构域由155~162个氨基酸残基组成，有两个独立的球状结构域：和。位于的的端，含多个α-螺旋。两个球状结构域分别位于双螺旋两侧大沟内，识别5′3′八聚碱基序列。其中，结合5′端序列，而结合3′端序列。典型的例子包括1，1、2、4等（图108）。图1081和1中的结构域

108111.2.6成对结构域（）由两个球形亚结构域组成，及两个同源异型结构域相似，但不同于，仅端的亚结构域为大沟的识别螺旋。该结构域见于蛋白（）（图109）。2.碱性亮氨酸拉链模体（）2.1碱性区/亮氨酸拉链（,）该模体的末端重复序列形成左手卷曲螺旋，每间隔7个残基出现一个亮氨酸，故称之为亮氨酸拉链。模体的末端富含碱性氨基酸残基（碱性区），及的大沟特异性结合。常见的反式作用因子有：、、、4等，它们通常以同二聚体或异二聚体的形式及结合（图110）。图110碱性区/亮氨酸拉链模体的分子结构

1102.2碱性区/螺旋-环-螺旋/亮氨酸拉链（,）该模体由60~100个保守的氨基酸残基构成，末端为15个残基组成的碱性区，紧随两个α-螺旋（中间为环区）。末端碱性区至第一个α-螺旋段为特异序列结合域。常见的反式作用因子有：，，E12，E47，1（图111）。图111碱性区/螺旋-环-螺旋/亮氨酸拉链模体的分子结构

1113.锌指模体（）3.1C2H2型锌指（C2H2）由约30个氨基酸残基组成，序列特征为：2-5122-5。由12个残基构成的α-螺旋，靠2+及相对的β-折叠结构相连。其连续存在的锌指模体识别螺旋位于的大沟（图112~114）。图112C2H2型锌指模型

112C2H2图113小鼠268中的C2H2型锌指模体

113C2H2268图114爪蟾ⅢA中的C2H2型锌指模体

114C2H2ⅢA3.2C4型核受体（C4）C4型核受体锌指由70~80个氨基酸残基构成，其中包含两个串联的锌指模体变体；两个模体之一为α-识别螺旋，另一个模体则是不规则的环。C4型核受体锌指结构中含8个保守的，每4个及2+配位结合，其特征为4双环2+螺旋结合模体。核受体超家族的成员，如、等，具有C4型核受体锌指模体。它们通常以同二聚体的形式及相结合，两个亚基的α-识别螺旋分别及两个大沟相结合，两个结合半位点之间间隔3~4（图115~116）。图115糖皮质激素受体中的C4型锌指模体

115C4图116雌激素受体中的C4型锌指模体

116C4核受体超家族的另一些成员，如，、等，也具有C4型核受体锌指模体，但其结合结构域是不对称异二聚体，及的两个无间隔的半位点结合（图117）。图117和中的C4型锌指模体

117C4锌指模体超家族的成员总结如表6。表6锌指模体超家族

64.双核锌簇模体（）此双核锌簇模体家族成员至少包括45种酵母转录因子（如4，1），含有28个氨基酸残基构成的结合结构域，序列特征为：26626。6个保守的残基及2个2+以配位键结合形成两个核簇，以同二聚体形式及相结合（图118）。图1184中的双核锌簇模体

45.“溴”结构域（）在许多（>100种）转录因子或转录共激活/共阻遏因子中存在的螺旋束样的结构域，称为“溴”结构域。“溴”结构域可特异性识别组蛋白的乙酰化赖氨酸残基，故具有“溴”结构域的蛋白质/酶通常及组蛋白的乙酰化-去乙酰化修饰作用相关（图119~121）。图119“溴”结构域中的一致性序列

119第八节原核基因的转录调控

81.基本概念（）1.1聚合酶对转录起始的调控（）聚合酶对转录起始的调节，就是指聚合酶及启动子元件相互作用的调节。各启动子的碱基序列不同，及聚合酶的亲和力各异，故启动子存在强弱之分。基因的最大转录速率依赖于启动子的碱基序列。1.2调节蛋白对转录起始的调控（）至少有三种不同的调节蛋白通过作用于而参及转录起始的调节。1.2.1特异性因子（）特异性因子通过改变聚合酶及一种或多种启动子结合的特异性来调节转录的起始。例如，原核细胞中聚合酶中的σ亚基。在E.中，至少存在7种不同的σ亚基。它们分别及不同的启动子识别并结合，启动特异的基因转录。σ70亚基——及典型的启动子识别并结合；σ30亚基——及热休克应答相关基因的启动子识别并结合；σ54亚基——及氮代谢相关基因的启动子识别并结合（图122~123）。图122大肠杆菌中σ因子对基因表达的调控

122E.图123在不同细菌中σ因子的数目不同

1231.2.2阻遏因子（）阻遏因子及其特异的操作子元件（O）识别、结合并阻断转录过程，如阻遏因子。1.2.3激活因子（）激活因子及其特异的元件识别、结合并启动转录过程，如。1.3操纵子是转录调控的一般模式（a）在原核生物中，功能相关的若干结构基因成串排列，由同一调控序列调控，这种基因的组织形式称为操纵子（）。操纵子的调控序列通常由操作子（，O）、启动子（，P）和阻遏基因（i）等组成（图124）。图124乳糖操纵子的组织结构

1242.乳糖操纵子（）2.1乳糖操纵子的负调控（）介质中葡萄糖量增高→阻遏因子（i）及操作子（O）结合→阻止结构基因转录（图125）。图125乳糖操纵子的负调控

125阻遏因子为同四聚体，其结合结构域含模体，能识别并结合操作子（O）的回文序列（图126）。图126阻遏因子的分子结构

1262.2乳糖操纵子的正调控（）当介质中乳糖浓度增高而葡萄糖浓度降低时，可对操纵子产生正调控。2.2.1由异半乳糖诱导（）乳糖→经半乳糖苷酶催化产生异半乳糖→及阻遏因子结合并诱导其构象改变→阻遏因子及操作子（O）解离→促进基因转录。2.2.2由激活（）葡萄糖浓度降低→增高→及结合而使之激活→激活的及操纵子上的反应元件结合→使双螺旋稳定性降低→促进聚合酶及启动子结合（图127）。图127乳糖操纵子的正调控

1273.阿拉伯糖操纵子（）阿拉伯糖操纵子由调节序列和结构基因组成：①结构基因（）——编码三个及阿拉伯糖代谢有关的酶。②调节序列——包括：基因——编码C蛋白；——基因的启动子；——结构基因的启动子；结合位点；4个C蛋白结合位点——1、2、1和2（图128）。图128阿拉伯糖操纵子的结构

1283.1蛋白的自身调节（