基础分子生物学Chapter-转录激活PPT课件

.,1,22.1Introduction引言,基因表达主要调控点是转录起始,而对基因表达的后几个阶段的调控是很少的,它们并不决定基因是否表达,尽管对加工的调节能决定了mRNA中基因的形式.,.,2,22.2Thereareseveraltypesoftranscriptionfactors.转录因子的分型.,基本转录复合体决定了转录起始点.激活剂决定了转录频率.激活剂与基本转录因子通过蛋白质-蛋白质相互作用而发挥其功能.激活剂可能通过辅激活剂而起作用.转录复合体的一些成分通过改变染色质结构而起作用.,.,3,基因表达中的因素包括RNA聚合酶和基本转录复合体,启动子或增强子直接结合于DNA的激活剂,结合于激活剂和基本转录复合体的辅激活剂和作用于染色质的调节因子.,.,4,22.3IndependentdomainsbindDNAandactivatetranscription.DNA结合和转录激活的结构域是相互独立的.,激活剂有着独立的DNA结合域和转录激活域.DNA结合域的作用是将转录激活域带到启动子的邻近区域.,.,5,转录因子中的DNA结合和激活功能可能组成了蛋白质的独立结构域.,.,6,GAL4激活转录的能力与其DNA特异性结合能力是互相独立的.当GAL4DNA结合域被LexA结合域替换掉,并将一个LexA操纵基因置于启动子附近时,杂合蛋白就激活转录.,.,7,如果HIV的tat蛋白的转录激活域被上一轮转录的RNA产物拉到基本转录复合物附近,它就能激活转录的起始.激活在这里是一个独立的事件,就如RNA结合域被DNA结合域置换后所显示的那样.,.,8,22.4Thetwohybridassaydetectsprotein-proteininteractions.双杂交法检测蛋白质-蛋白质相互作用.,双杂交实验原理需要两种蛋白质之间的相互作用,其中一种蛋白质含DNA结合域,而另一种蛋白质含转录激活域.,.,9,通过融合技术我们得到杂合蛋白,使得一些蛋白质有DNA结合域,另一些有转录激活域,这样,双杂交技术就能检测两个蛋白质的相互作用.,.,10,22.5Activatorsinteractwiththebasalapparatus.激活剂和基本转录复合体的相互作用.,指导激活剂作用的原则是DNA结合域决定了它所结合的靶启动子或增强子的特异性.DNA结合域负责将转录激活域定位于基本转录复合体的附近.能直接起作用的激活剂含有DNA结合域和转录激活域.,.,11,没有转录激活域的激活剂通过结合辅激活剂而起作用,而辅激活剂则含有转录激活域.基本转录复合体的几个因子是激活剂或辅激活剂相互作用的靶.RNA聚合酶与各种组合的转录因子连接在一起,组成了全酶复合体.,.,12,一个上游转录因子可以结合一个辅激活剂,由后者与基本转录复合体接触.,.,13,它们通过与TFIID的TAF接触或是与TFIIB接触,激活剂可以在起始的不同阶段发生作用.,.,14,22.6Somepromoter-bindingproteinsarerepressors.某些启动子结合蛋白是阻抑物.,阻遏通常影响染色质结构来完成,但也有阻抑物通过结合特异启动子而起作用.,.,15,在海胆睾丸组织的H2B基因的启动子中,转录复合体包含了几个元件的识别.在胚胎组织中,CAAT置换蛋白阻止了CAAT结合因子的结合,所以活性复合体不能形成.,.,16,22.7Responseelementsarerecognizedbyactivators.激活剂能识别应答元件.,应答元件可能位于启动子或增强子中.每个应答元件能被特异的激活剂所识别.启动子可有很多应答元件,它们可以独立地或以某种组合的方式激活转录.,.,17,人类金属硫蛋白(MT)基因调控区的启动子和增强子中都含有调控元件,启动子含有对金属诱导应答的序列,增强子含有对糖皮质激素应答的序列.启动子中的有关序列在图的上面标出,下面是与之结合的各种蛋白质.,.,18,22.8TherearemanytypesofDNA-bindingdomains.多种类型的DNA结合域.,激活剂可根据DNA结合域分型.同组成员的特异基序可以有所不同,从而赋予不同单一靶标的特异性.,.,19,控制转录调控因子活性的机制有多种,可以是蛋白质合成,蛋白质共价修饰,配体结合,也可以是影响转录因子与DNA结合甚至只将蛋白质与DNA隔离的各种抑制剂.,.,20,22.9AzincfingermotifisaDNA-bindingdomain.锌指基序是一种DNA结合域.,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,而锌结合位点由半胱氨酸和组氨酸组成.锌指蛋白常有多个锌指.锌指的C端形成螺旋,它结合一圈DNA大沟.某些锌指蛋白结合RNA和(或)DNA.,.,21,转录因子SP1有一系列的三锌指结构,每个锌指的锌结合位点都有半胱氨酸和组氨酸的特征性模式.,.,22,锌指可以形成螺旋而插入DNA的大沟中,在另一面连着片层.,.,23,22.10Steroidreceptorsareactivators.类固醇受体是激活剂.,类固醇受体是配体应答的激活剂,它通过结合类固醇(或其他相关分子)而激活.它们有独立的DNA结合域和配体结合域.,.,24,一些疏水小分子能够激活转录因子.,.,25,类固醇和甲状腺激素受体的结构组成类似,都有一个单独的N端区域,一个保守的DNA结合域和一个C端激素结合域.,.,26,22.11Steroidreceptorshavezincfingers.类固醇受体具有锌指结构.,类固醇受体的DNA结合域是一类锌指,它含有Cys而没有His残基.糖皮质激素受体和雌激素受体各含两个锌指,第一锌指决定靶DNA序列.类固醇受体以二聚体形式结合DNA.,.,27,类固醇受体第一个锌指决定了DNA结合序列(位置用红色显示);第二个锌指形成了靶位点之间的空间.,.,28,22.12Bindingtotheresponseelementisactivatedbyligand-binding.配体的结合使得受体能够结合应答元件.,配体结合于受体C端结构域,提高了DNA结合域对DNA特异靶位点的亲和力.,.,29,糖皮质激素通过使其受体与增强子结合实现基因调控,而增强子为启动子行使功能所必需的.,.,30,22.13Steroidreceptorsrecognizeresponseelementsbyacombinatorialcode.类固醇受体通过组合方式识别应答元件.,类固醇应答元件含有两个半位点,它可能具有回文结构,或是同向重复序列.受体识别应答元件依赖半位点的方向和空间位置.半位点序列能被第一个锌指所识别.,.,31,第二个锌指负责二聚化,它决定了亚基之间的距离.受体中亚基之间的分开程度决定应答元件的识别空间.一些类固醇受体以同源二聚体形式发挥作用,而其他则形成异源二聚体.同源二聚体识别回文应答元件;异源二聚体识别具有同向重复半位点的应答元件.,.,32,回文的半位点TGTTCT形成了一类应答元件,它们可被多个受体识别,而这依赖于半位点间的距离.,.,33,含有RXR的异源二聚体可识别由同向重复序列TGACCT组成的应答元件.,.,34,在缺乏配体时,T3R和RAR结合SMRT,启动子不表达;由于配体的结合,SMRT被取代,受体就可结合辅激活剂复合体,这将激活基本转录复合体的转录功能.,.,35,22.14HomeodomainsbindrelatedtargetsinDNA.同源域结合DNA中的相关靶序列.,同源域是一个DNA结合域,它由60个氨基酸组成,并形成3个螺旋.C端的螺旋有17个氨基酸,它结合DNA大沟.同源域的N端臂插入DNA小沟.含同源域的蛋白质可能是转录的激活剂或阻抑物.,.,36,在一个转录调节因子中,同源域可能是唯一的DNA结合域,或与其他基序组合在一起,它代表了蛋白质结构中相对独立的一部分(60个残基).,.,37,同源盒的螺旋3结合到DNA的大沟上,而螺旋1和2露在双螺旋之外,螺旋3与磷酸骨架和特异性碱基同时接触;同源盒的N端的臂位于小沟中,它负责余下的接触.,.,38,22.15Helix-loop-helixproteinsinteractbycombinatorialassociation.螺旋-环-螺旋蛋白质通过不同组合的结合而相互作用.,螺旋-环-螺旋蛋白质有一个由40-50氨基酸残基组成的基序,含有两个两性螺旋.螺旋由15-16个氨基酸残