基因表达转录水平调控-转录激活

c-S基因和da基因
是bHLH型基因，抑制基因emc编码一个缺乏碱性区 的HLH蛋白。当emc功能缺失时，da蛋白和Ac-S蛋白 形成二聚体激活相应靶基因的转录，但emc蛋白的 产生导致形成不能结合DNA的异源二聚体，所以在 适当细胞内产生emc蛋白是抑制Ac-S/da功能所必需 的。
分起作用所必须的。 辅激活剂：与转录效率有关的另一组因子自身并 不与DNA结合，而是通过连接激活剂和基本转录复 合体。它们通过蛋白质-蛋白质相互作用起来反应。 其他：此外一些调节因子可使染色质结构改变。
激活剂结构：激活剂有着独立的DNA结合域和转
录激活域。两者有着功能的独立性，DNA结合域负 责结合DNA，并将转录激活域带到启动子的邻近区 域；转录激活域则负责激活转录，转录激活域和基 本转录复合体相互作用，这种作用与DNA结合域的 取向和具体定位无关。
2、类固醇受体
类固醇激素是在一系列神经内分泌的刺激下合成 的，它主要影响生长、组织发育和动物世界的躯体 稳态。类固醇激素发挥作用的中介就是类固醇受体 。类固醇受体蛋白质的中心部分是DNA结合域，它 在各种固醇受体都有较强的相关性。
受体的N端显示了最
低的保守性，他们包
含转录激活的其他区
域。C端结构域结合激
亮氨酸拉链是由伸展的氨基酸组成，每7个氨基
酸中的第7个氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨基 酸，排列在螺旋的一侧，所有带电荷的氨基酸残基 排在另一侧。当2个蛋白质分子平行排列时，亮氨酸 之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。在“拉 链”式的蛋白质分子中，亮氨酸以外带电荷的氨基 酸形式同DNA结合。如下图：
目前，激活剂激活转录有两种通用模型。
征募模型：认为唯一的效果是提高了RNA聚合酶
与启动子的结合。
诱导模型：认为激活剂了转录复合体的某些改变
，比如说酶构象上的改变，提高了效率。
4、螺旋-环-螺旋
螺旋-环-螺旋蛋白质有一个由40-50个氨基酸残基
组成的序列，含有两个两性α-螺旋。每一个α-螺旋 由15-16个氨基酸残基组成，两个α-螺旋被环隔开。 两个螺旋形成两个面，一面代表着疏水氨基酸，另 一个面代表着带电氨基酸。这组蛋白质通过两个螺 旋相应表面的疏水残基的相互作用，可以形成同源 二聚体和异源二聚体。
基因转录调控——转录激活
在高等真核生物中，各种细胞的表型的差异很大
程度上取决于那些有RNA聚合酶Ⅱ转录的可编码蛋 白质的基因表达上的不同。原则上，这些基因的表 达可以在任何一段上被调控。我们至少可以将它们 分为5个调控位点，这一系列的过程如下所示： 基因结构的激活 细胞转运 转录起始 转录加工 向
变化。
金属硫蛋白（MT）基因提供了单一基因受多种
不同机制调控的例子。
金属硫蛋白保护细胞免受过多的金属损伤，它能
与重金属结合，并将其排出体外。此基因仅表达基 础水平，可被金属离子（如镉例子）或糖皮质激素 （GR）诱导出很高的水平。
正如前面所说，激活剂具有DNA结合域和转录激
活域，不同的转录因子其DNA结合域也是有所差别 的，因此可以根据DNA结合域将激活剂进行分型。 这些分型包括：锌指基序、类固醇受体、螺旋-转角螺旋、螺旋-环-螺旋以及亮氨酸拉链结构。
mRNA的翻译。
在真核生物中基因表达常在转录起始时受到调控
。对于大多数基因来说这是主要调控点，它包挎启 动子中染色质的结构改变，同时，基本转录复合体 也结合到启动子上。组织特异性基因表达调控也是 在转录过程中进行的，那么生物体通过什么样的调 控方式进行呢？转录因子的参与或许可能很好的解 释这些调控机制。
1.锌指基序
锌指包含约由23个氨基酸残基组成的环，它伸出
锌结合位点，而锌结合位点由2个半胱氨酸和2个组 氨酸组成。锌指蛋白通常含有多个锌指，典型“锌 指蛋白”含有一连串锌指。
锌指蛋白中，每一个
锌指形成两个螺旋，N端
形成β折叠，C端形成α螺 旋 。 在 与 DNA 结 合 过
程 中 ， 三 个 α- 螺 旋 正 好
在每一个拉链蛋白
质中，邻近亮氨酸重复
序列的区域都是高度碱
性的，能组成DNA结合
的一个位点，两个碱性
区对称地形成DNA结合
臂与DNA结合，拉链还
可以用于同源或异源二 聚体的形成。
三、转录激活域与激活
当激活剂由DNA结合域与转录激活域组成时，激
活剂可以直接起作用。 而辅激活剂则须要与 其他蛋白的结合，才
同源域负责DNA的结
合，在蛋白质之间交换
同源域的实验表明，
DNA识别 特异性取决于
同源盒。同源域的C端与
原核生物阻抑物的螺旋转角-螺旋结构有相关性
。其结合DNA方 式如右
图。
另一组包含同源域的蛋白质是一系列Hox蛋白，
它们以相当低的序列特异性结合DNA。Hox蛋白与 DNA结合时是作为异源二聚体以其偶合体结合DNA . 同源域蛋白可以是转录激活剂或阻抑物，这些因 子本质是依赖于其他结构域的，其本身仅负责结合 DNA.
3、同源域
同源域是一个DNA结合域，它由60个氨基酸组成
，形成3个α-螺旋。其中，C端的α-螺旋有17个氨基 酸，负责结合DNA大沟，N端臂插入DNA小沟中。该 结构存在许多甚至所有真核生物蛋白质中，其名称 最早来源于在果蝇中所发现的同源异型基因座。在 生物体内，同源域存在于与发育调节有关的许多基 因中。
或者同向重复结构。
在转录激活过程中，类固醇受体通过与配体的结
合而被激活，激活的类固醇受体的第一个锌指识别 应答元件的半位点序列，而第二个锌指则负责二聚 化，决定亚基之间的距离。最后各个亚基在第二锌 指处形成二聚体，通过形成二聚体的方式而结合 DNA。对DNA的结合调节也是通过不同亚基之间形 成亲和力不同的二聚体进行调节。
在研究蛋
白质相互作
用时候，可
以利用激活 剂的两个结 构域独立性 的特点进行 研究。
二、结合域与DNA结合
激活剂要发挥激活作用，首先是它能够识别DNA
上的特异序列，如识别启动子（或增强子）元件。 能够引起基因对这种因子产生反应的元件称为“应 答元件”。常见的应答元件有热激应答元件（HSE） 糖皮质激素应答元件（GRE）血清应答元件（SRE)等 。
与 DNA 一 个 大 沟 结 合 ，
每 一 个 α- 螺 旋 中 ， 都 有
两 个 特 异 性 序 列 与 DNA
结合。
锌指存在于辅助RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ的转录因子中
因此，当蛋白质含有多个锌指，至少我们可以将它 作为转录因子去研究其作用。 当蛋白质仅含有单个锌指时，锌指可能参与RNA 的结合而不与DNA结合，或它与任何核酸结合活性 均无关。如原型锌指蛋白TFⅡA，它既结合5S rRNA基 因又结合其产物5S rRNA。
一、转录因子
转录因子：一群能与基因5`端上游特定序列专一
性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的 时间与空间表达的质蛋白分子。主要包挎三类： 基本转录因子：和RNA聚合酶一起结合于起始点 和TATA盒 激活剂：是特异性识别短共有序列元件的转录因 子，他们通过增加基本转录复合体结合于启动子的
效率而起作用，因此增加转录频率，是启动子充
可以与DNA结合行驶
相应功能。
尽管蛋白质组分组成不同，但是机制是相同的，
一个和基本转录复合体直接接触的激活剂有一个转 录激活域，它与DNA结合域共价连接，但激活剂通 过辅激活剂作用时，它们的连接方法包挎蛋白质亚 基间的非共价结合。
1.基本转录复合物激活
基本转录因子促进基本转录复合体的装配，而转
录激活域是通过与基本转录因子的蛋白质之间的相 互作用而发挥其功能的。典型的例子如TFⅡD、TFⅡB 和TFⅡA,所有这些因子参与基本转录复合体装配的早 起阶段。如图：
合DNA的。由bHLH蛋白组
成的二聚体与DNA结合能
力各有所不同。例如，
E47同源二聚体、E47-E12
异源二聚体和MyoD-FA7异
源二聚体都能高效结合DNA；E12同源二聚体虽
然容易形成但与DNA结合能力差，而MyoD的同源二 聚化能力较弱。由此可知二聚化和DNA的结合可能 都是重要的调控点。DNA结合能力不同取决于HLH基 序内部或邻近区域的特性。 在黑腹果蝇中emc基因是建立成体感觉器官正常 立体模式所必需的，此作用是通过几条基因的功能
大多数HLH蛋白在HLH基序附近有一个强碱性的，
对DNA结合非常重要的区域。一段由15个氨基酸组 成的序列中约有6个保守残基，含有这类区域的蛋白 质称为b HLH蛋白。 b HLH蛋白包括广谱表达的蛋白 质和组织特异性的b HLH蛋白。
HLH蛋白在与DNA结合 时候，是通过HLH蛋白质 之间形成二聚体的方式结
5、亮氨酸拉链结构
在生物化学的研究中，发现某些DNA结合蛋白
的一级结构C末端区段，亮氨酸总是有规律地每隔7 个氨基酸就出现一次。蛋白质α-螺旋每绕一圈为3.6 个氨基酸残基。这种一级结构形成α-螺旋时，亮氨 酸必与螺旋轴平行而在外侧同一线上排布，每绕两 圈出现一次，而且，亮氨酸R-基因上的分支侧链也 露于螺旋之外成规律地相间，形成拉链式的结构。
在激活剂与DNA结合过程中，转录因子的应答元
件可能位于启动子或者增强子中，而且，每个应答 元件能被特异的激活剂所识别。 由单一因子调控多条基因的例子是热激反应，这 种反应是很多原核与真核生物所共有的，它包括基 因表达的多种调控：温度升高会关闭某些基因的转 录，而开启热激基因的转录，从而导致mRNA翻译的
素，它们在类固醇受
体家族中有30%-57%的
相关性，反应了各种
激素的特异性。
类固醇受体的DNA结
合域也是一类锌指，但 是它只含有Cys而没有His 残 基。 在 与DNA 结 合过 程中，它所发挥的功能 仅 仅是 识 别DNA 序 列以 及提供DNA结合空间。
类固醇的应答元件是含有两个半位点的回文结构