转录因子

转录因子返回目录返回主页返回目录返回主页返回目录返回主页转录因子是转录调控的关键分子真核基因的转录调节蛋白又称转录调节因子或转录因子（transcriptionfactor,TF）。绝大多数真核转录调节因子由其编码基因表达后，进入细胞核，通过识别、结合特异的顺式作用元件而增强或降低相应基因的表达。转录因子也被称为反式作用蛋白或反式作用因子。真核基因的调节蛋白还有蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的表达，称顺式作用。由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表达。这种调节作用称为反式作用。反式作用因子(trans-actingfactor)图18-8反式与顺式作用蛋白通用转录因子(generaltranscriptionfactors)是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及rRNA)转录的类别。对所有基因转录都是必需的。1.转录调节因子分类（按功能特性）通用转录因子特异转录因子特异转录因子(specialtranscriptionfactors)为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。•转录激活因子•转录抑制因子返回目录返回主页返回目录返回主页2.转录因子结构DNA结合域转录激活域TF蛋白质-蛋白质结合域（二聚化结构域）谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域返回目录返回主页返回目录返回主页最常见的DNA结合域：1.锌指模体(zincfinger)常结合GC盒C=半胱氨酸；H=组氨酸；F=苯丙氨酸；L=亮氨酸；Y=酪氨酸；Zn=锌离子图18-9锌指结构返回目录返回主页2.碱性螺旋-环-螺旋（basichelix-loop-helix,bHLH)（a）独立的碱性螺旋-环-螺旋模体结构示意图；（b）bLHL模体二聚体与DNA结合的示意图。两个-螺旋的碱性区分别嵌入DNA双螺旋的大沟内常结合CAAT盒返回目录返回主页常结合CAAT盒3.碱性亮氨酸拉链(basicleucinezipper,Bzip)（a）碱性亮氨酸拉链模体结构示意图；（b）bZIP模体与DNA结合的示意图。两个-螺旋上的亮氨酸残基彼此接近，形成了类似拉链的结构，而富含碱性氨基酸残基的区域与DNA骨架上的磷酸基团结合转录因子在真核生物转录起始中具有重要作用•真核生物的基因转录过程，同样可以分为3个阶段：起始阶段（RNApol和通用转录因子形成转录起始复合体）、延长阶段和转录终止。•与原核生物的显著不同是，起始和延长过程都需要众多相关的蛋白质因子参与，这些因子被称为转录因子（transcriptionalfactors,TF）或反式作用因子（trans-actingfactors）。（一）转录前起始复合体的形成不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游都有不同的特异DNA序列，包括启动子、增强子等，统称为顺式作用元件(cis-actingelement)。转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒增强子顺式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切离加尾转录终止点修饰点外显子翻译起始点内含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚体•真核生物转录起始也需要RNApol对起始点上游DNA序列进行辨认和结合，生成转录前起始复合体（preinitiationcomplex,PIC）。•转录起始时，真核生物的RNApol不直接识别和结合模板的起始区，而是依靠转录因子识别并结合起始序列，故其起始复合体的装配过程比原核生物复杂的多。能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为通用转录因子（generaltranscriptionfactor）或基本转录因子（basaltranscriptionfactor）真核生物中不同的RNApol需要不同的基本转录因子（TF）配合完成转录的起始和延长。相对应于RNApolI、RNApolII、RNApolIII，这些TF分别称为TFI、TFII、TFIII。参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ的作用转录因子功能TFⅡDTBP亚基结合TATA盒TFⅡA辅助TBP-DNA结合TFⅡB稳定TFⅡD-DNA复合物，结合RNApolTFⅡE解螺旋酶,结合TFⅡHTFⅡF促进RNApolⅡ结合及作为其他因子结合的桥梁TFⅡH解旋酶、作为蛋白激酶催化CTD磷酸化真核RNA聚合酶Ⅱ与通用转录因子的作用过程闭合转录复合体的形成步骤①由TFIID中的TBP识别TATA盒，并在TAFs的协助下结合到启动子区，然后TFIIB与TBP结合，同时TFIIB也能与DNA结合，TFIIA可以稳定与DNA结合的TFIIB-TBP复合体；②TFIIB-TBP复合体与RNApolII-TFIIF复合体结合，此举可降低RNApolII与DNA的非特异部位的结合，协助RNApolII靶向结合启动子；③TFIIE和TFIIH加入，形成闭合复合体，装配完成。TFIIH具有解旋酶（helicase）活性，能使转录起点附近的DNA双螺旋解开，使闭合转录复合体成为开放转录复合体，启动转录。TFIIH还具有激酶活性，它的一个亚基能使RNApolII的CTD磷酸化。CTD磷酸化能使开放复合体的构象发生改变，启动转录。CTD磷酸化在转录延长期也很重要，而且影响转录后加工过程中转录复合体和参与加工的酶之间的相互作用。当合成一段含有60～70个核苷酸的RNA时，TFIIE和TFIIH释放，RNApolII进入转录延长期。此后，大多数的TF就会脱离转录前起始复合物。除了基本转录因子外，真核基因的转录起始还有其他转录因子的参与，如与启动子上游元件如GC盒、CAAT盒等顺式作用元件结合的上游因子（upstreamfactor），与远隔调控序列如增强子等结合的反式作用因子，以及在某些特殊生理或病理情况下被诱导产生的可诱导因子（induciblefactor）的参与。（二）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录•为了保证转录的准确性，不同基因需不同转录因子。•拼板理论(piecingtheory)：少数几个反式作用因子（主要是可诱导因子和上游因子）之间互相作用，再与基本转录因子、RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。可诱导因子和上游因子常常通过辅激活因子或中介子与基本转录因子、RNA聚合酶结合，但有时也可直接与基本转录因子、RNA聚合酶结合。