核受体概述和分类

1、核受体 : 概述和分类摘要：核受体超家族包括很多的转录因子， 在多细胞生物体的发展和稳态方面发挥着重要的调节作用。 核受体有一种特殊的功能即自身绑定到染色体上， 这使得他们成为基因转录的重要起始者。 此外，核受体具有在瞄准启动子和协调整个基因转录过程而依序招募各种转录因子和共调节因子的能力， 证实了他们的生物学意义，并刺激了这一领域内深入的研究和高层次的科学兴趣。 在这篇综述中， 我们总结了当今对于作为基因表达的主要调节者核受体的结构和功能的认识。 重点是介绍核受体介导的转录激活和抑制的分子机制，包括最近在这方面取得的进展。关键词：核受体、转录、配体、 LBD 、 DBD 、结构域、辅助因子、

2、共调节因子。核受体属于大的转录因子超家族， 涉及如控制胚胎发育、 器官生理、 细胞分化、稳态等重要的生理功能 1,2。除了正常的生理， 核受体涉及到许多病理过程，如癌症、糖尿病、类风湿关节炎、哮喘或激素抵抗综合征 3-5 。在生物医学研究中，这些转录调节的重要性是难以低估。核受体是可溶性蛋白，可以绑定到特定的DNA 调控元件（反应元件或 RES），并在转录中作为细胞类型和特异性启动子的调节器。 与其他转录因子相反， 核受体的活性可以通过结合到相应的配体来调节， 小的亲脂性分子能轻易地穿透生物膜。最近几年中确定的一些核受体不具有任何已知的配体， 这些所谓的孤儿受体自从他们可能会导致新的内分泌调节

3、系统的发现已吸引很多人相当大的兴趣。在一般情况下，核受体作为均聚物和异源二聚体结合到REs 上，并以倒置、外翻或直接重复排列， REs 包含两个 PuGGTCA 核心序列的拷贝。 许多启动子的转录被证明是依赖核受体的，并包含核受体RE。也有大量缺乏RE 的启动子和其他基因的调控元件，通过DNA 独立蛋白质 - 蛋白质相互作用的核受体调节，这意味着核受体介导的多层次的转录调控。据认为，有一个三维的监管空间， 其中的一个基因对应一种激素的响应是由指定的三个坐标的值：细胞内容物、生理方面和基因（反应元件）方面确定5 。核受体结构DNA 结合结构域所有核受体组成一个超家族并根据他们的保守结构域进行了分

4、类。DNA 结合结构域（ DBD ）是核受体中最保守的区域，核受体是把自身结合到反应元件和特定的 DNA 序列上的启动子上并增强核受体反应基因。DBD 包含两个高度保守的半胱氨酸丰富的锌指结构6 。对几个核受体DBDs 晶体结构分析的结果显示锌指结构形成的蛋白质结构有利于特异性序列与DNA 双螺旋大沟的相互作用7 。对核受体超家族中的各成员的锌指结构的氨基酸残基突变的广泛分析显示，含有第一个锌指结构的被称为 P-Box 和 DR-Box 的短蛋白质基序在核受体的靶DNA 序列特异性的确定中起到一个很重要的作用（图（1）。P 环位于第一个锌指结构中最后两个半胱氨酸之间， 赋予不同特定的反应性元件

5、绑定到不同的核受体上。这些核受体的 P-Box，如糖皮质激素受体 （GR）、盐皮质激素受体 （MR ）、孕激素受体（ PR）和雄激素受体（ AR），允许这些受体识别他们的同源反应元件 AGAACA 。这些受体经常被作为 GR P-Box 组 8,9 。另一组核受体中，其中包括维甲酸受体（ RAR ）、维甲酸 X 受体（ RXR ）、维生素 D 受体（ VDR ）、甲状腺激素受体（ TR）和雌激素受体（ ER）被称为 ER P-Box 组。它们的 P-Box的氨基酸序列不同于 GR 组中核受体的两个氨基酸 10 ，这两个氨基酸在这组核受体中识别 AGGTCA 序列是绝对必要的。 ER P-Box

6、 组中的一些成员，如 RAR 、TR、VDR 与 RXR 作为异二聚体与非对称反应元件的结合被称为直接重复 （DRs）。对于每个结合二聚体受体而言直接重复序列之间的间距是不同的， 从而确定每个 RXR 异二聚体的 DNA 特异性 12, 13。这表明，这些受体的 DBD 包含一个结构组件，允许它们区分 DRs 之间间距的差异。事实上，对 TR、RAR 和 VDR 的 DBD 区域的广泛研究，发现了 DR-Box ；DR-Box 位于第一个锌指结构上的第二个和第三个半胱氨酸残基之间。这个短的基序构成了一个不对称的二聚体界面，其氨基酸序列在区分不同的重复反应元件是至关重要的13 。另一个短的氨基酸

7、序列D-环，已证明参加类固醇激素受体的二聚界面。由短肽组成的 D-环位于核受体 DBD 的第二个锌指结构中第一个和第二个半胱氨酸之间。众所周知，来自类固醇受体DBDs 的晶体结构和突变实验的结果，表明D- 环的两个带电荷的氨基酸参与分子间的盐桥7 。残基突变成相反电荷破坏了这种界面，从而导致在一个单一的DNA 反应元件上活性的大幅下降，但是令人惊讶的是增强了多个元件的活性14 。在此区域内苏氨酸的另一个单点突变为丙氨酸已被证明取消GR 二聚体的形成，抑制GR 的 DNA 结合能力 15 。这种突变被用于创建 GR dim/ dim 小鼠，在小鼠模型中用于 GR 的 DNA 结合独立功能的研究

8、16 。然而，随后的报告已经表明， GR 弱小突变体仍然具有能够结合一定反应元件的能力。这表明 D- 环突变的作用可能被高估了 18,19。非类固醇受体，如甲状腺激素和视黄酸受体，在很大程度上依赖于除了 D-环以外的配体结合域（ LBD ）中的二聚接口 19,20。原本以为，DBD 和 LBD 之间的区域作为相邻DBD 和 LBD 之间区域的一个灵活的铰链。对本区域的紧密分析显示， 在许多核受体的这一区域内包含一个核受体定位信号，在此区域高度保守的末端是DBD 和 LBD 区域相邻的部分。例如， N-末端部分包含所谓的T-盒和 A- 盒，分别参与核受体的二聚化和半位点的识别 21 。铰链区部分

9、 C-末端包含的基序负责配体调节的受体和转录调制器之间的相互作用，特别是在核受体介导的转录上发挥抑制性影响 23,24。肿瘤的发生和铰链区内的突变有关，最初低估了这一区域的作用 25,26。配体结合域（ LBD ）和激活功能 2（AF-2 ）核受体的C-末端的一部分环绕在配体结合域（LBD ）（图 1）。该区域在各种核受体上的保守程度低于在DBD 产生的。自1995 年以来，当第一个核受体LBD结构得到解决，我们对LBD的结构和功能的了解显著增加。非配体结合（ APO） RXR 与配体结合 (holo)的 RAR 以及配体结合 (holo)-TR 的 LBDs 结晶的三维结构表明， 不同核受体

10、的 LBDs 的总体结构是相似的， 显露出核受体 LBD 一个典型的折叠 27,28。LBD 结构域形成了一个球状结构， 其结构是由 11 到 12 个反向平行螺旋排列在一起形成三层的夹层和包括 2-4 个-链28 。大多数核受体的这个框架结构是恒定的， 所有螺旋的位置是非常相似， 除了那些与配体连接的核受体。在所有的 holo-结构中同源配体结合在 LBD 的核心的疏水性空穴中。Holo-结构比 APO-结构更紧凑，这表明配体的结合诱导 LBD 的构象变化。 因此，配体成为配体结合受体的疏水核心的一个不可分割的部分，来稳定其三维结构30 。对几个核受体的LBDs 的突变分析显示，在LBD 的

11、羧基末端的部分有一个保守的片段。这个区域是配体依赖性转录激活必不可少的，并命名为激活功能 2 （ AF-2）核心基序 32-34 。这种高度保守的 LBD 区被预测为一种两性螺旋，两性螺旋随后在许多 LBD 晶体结构中被证实。已注意到在 apo-RXR 和 PPAR 的螺旋 12 结构上， LBD 的 C-末端螺旋形成所谓的激活功能（AF-2 ）的基序远离核心结构。而在配体结合受体的螺旋结构 12 折叠起来针对这个核心，在配体结合的囊上形成一个盖子 35,36。从那时起，许多螺旋 12 不同的位置已被证明支持初始的概念， 即根据配体结合 LBD 螺旋的 C-末端是能够作为一个分子开关改变其位置

12、 35-39 。螺旋 12 位置的不同不仅取决于非配体结合还是配体结合的LBDs 上， 而且它的改变也取决于结合在LBD 上的配体（激动剂或拮抗剂） 类型的不同。大多数激动剂融入激素结合的囊中并触发了LBD 的构象发生变化，这个适用于激活。在另一方面，拮抗剂无论是在扰乱 LBD 基本结构或是改变螺旋 12 的位置中，需要结合在辅助调节因子上， 辅助调节因子包括染色质修饰因子。 在激动剂结合的结构上，螺旋 12 定位在螺旋 3 和 11 的对面形成了共激活因子结合的疏水性表面一侧，使得一个包含螺旋的 LXXLL 的聚集（图 2）。富含亮氨酸的 LXXLL 基序简称为LXDs ，在许多辅助转录因子

13、中一个或多个拷贝被发现。三个这样的LXDs 在核受体共激活因子（ NCoAs）中发现，其中两个被认为是核受体二聚体的桥梁 40 。已证明包含LXXLL的短肽在受体和共同激活剂之间的相互作用是必要的和充分的 43,44。晶体结构分析表明LXXLL基序形成-螺旋并绑定到LBD的一个疏水凹槽，因此通过亮氨酸和受体的疏水囊之间的疏水相互作用使该肽保持在适当的位置。此外，螺旋3 的 C-末端的赖氨酸残基和螺旋12 的谷氨酸通过氢键形成的短肽结合到LXXLL肽上形成“充电夹子” ，其作用是稳定受体 /肽的相互作用 45,46 。另一方面，螺旋12 具有与 LXXLL 基序同源的疏水活性面，因此在拮抗剂和部

14、分激动剂结合的形式中，螺旋12 可能停靠在辅助激活因子的结合裂缝，从而阻断共激活因子的聚集并允许共同抑制子的结合45 。核受体结合的特异性通过 LXXLL 基序周围的几个氨基酸来确定。 这些侧翼残基与 LXXLL 结合一起形成所谓的扩展 LXXLL 基序，这已被证明是各种转录辅助调节因子的特定招募和染色质重塑因子的关键调节器 48,49 。这种含有达成共识的 LXX I / HI XXX I / L 序列的扩展螺旋在核受体中 N-COR 和 SMRT 相互作用的结构域上发现，并显示出在相同的受体囊中可以与特定的残基进行相互作用， 受体囊与共激活因子结合 48 。因此，结构的数据与转录激活的数据

15、表示螺旋 12 的定位对受体的激活是至关重要。 然而，一直显示 AF-2 的激活是通过不同的螺旋 12 的构象的动态平衡达到的。配体通常不会引起静态的构象， 而是在激动剂和拮抗剂不活跃的构象的情况下，通过 改变平衡朝着更加活跃的构象改变 36 。激活功能（ AF-1 ）域另一个对核受体转录激活重要的区域是配体独立的激活功能 1（ AF-1），一般位于核受体的 N-末端区域。启动子环境和 /或细胞类型特异性方式中 AF-1 的功能与转录调控中的 AF-2 结合作用。在核受体之间， AF-1 区域至少在大小和序列两方面是保守的 51,52。到目前为止，与此相反的高度结构化的 AF-2 区，研究表明

16、核受体的 AF-1 区域属于固有的无序激活域的大类别 53,54。像 GR 和 HNF-4 的核受体 AF-1 区域具有高含量的酸性氨基酸，然而，这些区域的突变分析都表现出疏水性氨基酸对转录激活的重要性， 而个别酸性氨基酸的突变对此没有一个显着的影响 53-55 。已经显示出许多不同的共调节因子绑定到AF-1 区域，认为这些结合元件稳定或诱导核受体 N-末端结构域的有序结构 56 。在这个所谓的 “诱导契合 ”模式中 AF-1 的酸性残基在第一阶段的相互作用是很重要的，而疏水残基在随后的定向模板的折叠步骤中将发挥关键作用， 为了说明几个核受体诱变的数据（见上文）。大量的研究已经表明 AF-1

17、的活性可通过磷酸化调控 59，60。不知道磷酸化是否影响 AF-1 的折叠，但已显示，可能通过稳定 AF-1 的共激活剂复合物来增加受体的极性和/ 或在受体与共激活因子之间创建新的特定的相互作用位点59 。总之，应当提及的一些核受体，即类固醇受体，已被证明两个单独的激活功能域 AF-1 和 AF-2 可以作为合作子聚集如NCOA-1 和 TIF2 的转录调节子60-62 。因此， 为了实现类固醇受体的完整转录活性，两个转录调控表面之间的串扰是必需的。核受体和他们的区域的进化显然，核受体是古老的和进化成功的分子，和必要性的多细胞生物一起出现，来调节它们的稳态和各种其他细胞过程。 从代表各种生物的

18、核酸序列数据库中筛选显示，在藻类、真菌或植物中的核受体 DBD 或 LBD 以及在早期多细胞动物首次出现的核受体中没有相似序列 63 。不知道核受体的 DBD 和 LBD 是否通过共同祖先的基因复制进化或者通过来自不同独立起源的这些区域进化。然而，DBD 与 LBD 这种高度成功的结合已被证明是非常古老的，与二者相似的区域在较低等的多细胞动物中发现。最古老的核受体即FTZF1、COUP-TF 和 RXR并在腔肠动物中被发现， 腔肠动物门包括水螅、 海葵、珊瑚、水母和海笔。因此，FTZ-F1、COUP-TF 和 RXR 代表的是进化中最保守的核受体，它们的DNA 序列被认为是最接近核受体祖先的。

19、 所有腔肠动物的核受体以及在进化过程中的更先进的蛔虫线虫中的核受体含有DBD 和 LBD 。然而，人们几乎可以定义后者LBD ，因为这些的 C-末端延伸缺乏激活功能和不绑定任何激素66,67 。这表明核受体的共同祖先是组成性激活，其激活并没有要求任何配体。此外，核受体的共同祖先有可能作为单体结合到他们的DNA调节区来调节特定基因的转录。这一结论是基于大部分最古老的核受体属于孤儿受体单体的组中。核受体配体结合的能力的进化可能涉及要不是孤儿受体的二次损失，要不是在配体结合受体的配体结合能力的渐进式进化66 。另一种观点在进化过程中配体的出现可能是开始作为核受体LBD 的结构部件。拥有一个转录功能的

20、区域并能结合配体的第一个核受体出现在较低脊索动物， 由 RAR 的序列作为预测；TR 同系物在 Cionaintestinales 中发现 69 。假定核受体功能的复杂性的显着增加伴随着脊索的获得。核受体主要的多样化分成不同的亚科发生在昆虫（节肢动物脊索动物），用果蝇作为一个例子， 代表所有的核受体亚型家庭。 基因复制的两次波动导致核受体的多样性66 。值得大家注意的是，在进化过程中类固醇受体亚科的出现相对较晚且在较低的后生动物没有同系物；最密切相关的类固醇受体， 雌根相关受体（ ERR）在果蝇基因组中被找到70 。基于这种基因的分布，由于更古老的ERR 基因的复制，类固醇受体在约400-50

21、0 万年前的脊索动物世系已经演变71 。为了调节转录，早期的核受体不得不与转录机制进行通信。在进化中转录装置的基本组成部分的出现远早于核受体。 早期的报告说， 酵母中哺乳动物的核受体转录活性， 表明原始的真核生物已经拥有了核受体作用于染色质的结构所需的一些因素，在酵母和哺乳动物细胞中与哺乳动物的核受体串扰的基本转录因子 应该是非常保守的 72 。事实上， 在酵母中发现的各种辅助调节因子和染色质重塑，如复杂的 Ada 或乙酰化酶的蛋白质，进一步证明了祖先核受体在存在一些转录调控机制的元件的细胞中进化 75,76。假设即使是最早的核受体 （对脊椎动物核受体有相当低的同源性） 必须有一些特殊的功能，

22、 使其能够与转录和染色质重塑机制进行沟通。然而，在一些简单的真核生物中没有发现转录辅助因子，包括线虫的核受体已被确定（见上文） 。很显然，第一个拥有所有转录机制元件的真核生物是果蝇，该果蝇包含的果蝇基因组 DNA 序列编码和脊椎动物同源的转录辅助因子 NCOR 和 NCoAs。有趣的是，在核受体主要的系统发育树分支的这个特殊的进化阶段在这些昆虫中核受体超家族中所有类型都出现了， 支持这一概念，既在进化过程中核受体的数目和功能的复杂性已逐步上升与此同时转录机制复杂性也日益增加。核受体的分类自 1985 年核受体第一次的分离和克隆以来， 已经将近 20 年了 75 。自那时以来，我们对核受体家族的

23、了解经历了巨大的扩展。 在最近几年， 大量的核受体已经通过同源克隆和新测序基因组的筛查确定。核受体超家族在他们DNA 结合的特性和二聚化的偏好基础上一般可以分为四个亚科。第一亚科包括的受体与RXR 成为异二聚物。他们都作为应答元件识别直接重复，尽管一些核受体，像TR，同样能够绑定到对称响应元件。第二亚科包括类固醇激素受体，主要作为配体诱导的二聚体。这些受体结合到 DNA 的识别位点，其序列为反向重复序列（回文）。第三亚科的受体主要作为二聚体结合直接重复。第四亚科的成员通常作为单体绑定到扩展核心位点。这种分类是非常广泛的，但并没有考虑到核受体之间的进化关系。两个最保守的核受体结构域（ LBD 和

24、 DBD ）的序列比对已经迫使许多专家对进化最遥远的受体分离并形成了除了上述四个类以外的两个亚科。 这些亚科之一包含一个家庭成员，即生殖细胞的核转录因子 1“（GCNF1），是结合直接重复的孤儿受体。仅包含两个保守的结构域中一个的不寻常的核受体通常也分为一个单独的亚科76 。最近，核受体命名委员会批准一个新的以亲缘关系为基础的命名，已经提出了用于除了原来的核受体，原来的核受体是在我们的审查中使用的76 。这种命名系统是根据多序列比对程序，系统发育树重建的方法和其他进化的影响，最终导致了核受体超家族细分7 个亚家族，编号为 0 到 677。 在系统发育上每个亚科的接近成员按字母顺序排列的大写字母

25、组合成组，在每一组内的各个基因由阿拉伯数字定义。例如，根据新的术语，糖皮质激素受体（ GR）被命名为 NR3C1。据研究人员表示， 这种新的命名系统应克服相同的基因几个名字共存的问题，并允许新基因数量不断增加的夹杂物，它的命名往往代表着一个问题，即他们发现的同时它们的功能不能被描述。核受体配体已知核受体的天然配体包括化学多样性显着的分子，例如类固醇、甲状腺激素、视黄酸、类二十烷酸和脂肪酸。同样，其生化的起源是多种多样的。胆固醇是类固醇激素的生物合成来源，而视黄酸由 -胡萝卜素产生， 类二十烷酸前列腺素 J2 是脂肪酸代谢的产物；甲状腺激素是三碘甲状腺原氨酸，在甲状腺球蛋白中作为交联的碘化酪氨酸

26、的降解产物。尽管它们的化学多样性， 所有配体必须结合到核受体 LBDs 中的非常保守的疏水口袋中。各种核受体 LBDs 的结构研究表明，配体在受体活性形成中发挥结构的作用并由蛋白质完全密封， 在它周围作为蛋白再折叠使核心完整。 基于这一事实， 一些结构生物学家表明， 进化选择新的配体基于他们填补配体结合口袋体积的能力。 配体结合口袋的平均分子体积已计算，现有配体的体积所示是高度保守的 81 。这一事实表明，核受体激素类似物的设计考虑结合口袋的大小作为主要的指导点之一。核受体作用的分子机理研究核受体控制基因表达的激活和关闭的机制是什么？这个问题的答案不像20年前第一次核受体的克隆那样直接。核受体

27、转录调控可以是 DNA 依赖型（顺式调控）或 DNA 自助型（反式调节） 。在顺式调控的情况下作为均聚物或异源二聚体通过直接结合阳性 DNA 反应元件（在第一种情况下）或阴性的 DNA 反应元件下激活或抑制它们的靶基因。 在所谓的复合反应元件上已证明一些核受体与其他转录因子结合为异源二聚体， 如 AP182，83。基因转录的反式调节是通过核受体结合在其他的 DNA 结合转录因子介导的。这种类型的核受体调节似乎主要是负转录。 一些核受体的转录抑制， 包括 TR 和 RAR，可以在配体结合存在或不存在中实现；在配体依赖的方式中许多核受体已被证明通过拮抗其他类别的转录因子的转录活性抑制转录 84，8

28、5。近年来，显示了大量的蛋白质和蛋白质复合物通过核受体聚集， 以便执行作为转录调节的功能。 在第一种情况下， 这些转录辅助调节因子 （抑制因子和共激活因子） 通过 “诱导契合 ”机制定向到核受体激活区 AF-1 或 AF-2 ，在第二种情况下，通过与 LBD 的疏水槽的相互作用来定向（见上文）。对于核受体介导的转录调控的基本机制是，共激活因子通过配体依赖的抑制因子的交换达到，反之亦然。转录激活真核细胞的 DNA 被包装成一个浓缩的染色质结构。在 DNA 模板的这种自然状态下降低了转录因子接入到其结合位点的概率。 在其他序列特异性的转录因子中突出显示出核受体的特殊功能之一， 即在染色质抑制的情况

29、下他们有能力进入他们的结合位点 86 。当结合他们的反应元件后核受体把染色质重塑和组蛋白修饰复合物的聚集协调地结合起来，这将导致组蛋白尾巴特定残基的共价修饰。这些组蛋白末端的特殊修改产生了允许转录起始的一个更加开放的染色质结构。随后基础转录机制元件的接合，导致 RNA 转录和每个转录周期的生产，最终将导致其响应元件的核受体解离和随后的降解（图（3）。转录终止由核共抑制因子复合物的聚集来标记， 它通过染色质重塑和组蛋白修饰活性产生压制性的染色质，最终导致启动子的沉默87 。染色质重塑在减轻染色质介导的抑制中染色质重塑因子和组蛋白修饰酶中蛋白质复合物的两大类有牵连。 在最近几年， 许多核小体染色质

30、重塑因子已经确定。 人们通常会在大型的复合物中发现这些蛋白质。利用 ATP 水解的能量，这些核小体重塑配合物能够修改染色质模板， 以便使其更容易获得普通的转录因子。 ATP 依赖的染色质重塑复合物的准确数量是未知的， 但是到现在为止， 至少有五个家族已被描述，每个家族包含一个独特的核心 ATP 酶亚基： SWI / SNF、ISWI 、CHD 、INO80、WINAC89 ， 90。其特征最佳的染色质重塑复合物 SWI/ SNF 和 ISWI（仿SWI ）包括10-12亚基，发现它们不仅涉及基因的转录，而且也涉及DNA的复制、DNA修复和DNA重组。这两种复合物已经显示出诱导核小体沿着DNA滑

31、动。此外，SWI / SNF 可以改变核小体表面上的 DNA 构象 90 。核受体与染色质重塑复合物的相互作用是通过 SWI/ SNF 的不同的亚基介导的。对每个核受体而言，这些互动的亚基似乎是特定。 GR 已报道经由 BAF-250 蛋白聚集 SWI / SNF91 ，但是 ER 与其他的 SWI/ SNF 亚基 BAF57 相互作用 92 。在启动子上的染色质重塑被认为是基因转录激活的第一步骤。组蛋白修饰另一部分染色质重塑是组蛋白尾巴的翻译后修饰。 这些修饰包括乙酰化、 甲基化、磷酸化和泛素化， 提出构成 “组蛋白编码 ”，它代表一种为控制基因转录和染色质调节的过程中的外基因标记机制 93

32、 。基因的转录率一般与组蛋白乙酰化的程度以及超乙酰基因组区域出现的积极转录有关，与低乙酰化区域相反。组蛋白乙酰化和转录之间的 （正）相关性对在转录研究的领域中组蛋白修饰的这种类型产生了一个很大的兴趣，并导致具有固有组蛋白乙酰基转移酶（ HAT）活性： PCAF、 P300、 CBP 和 TAF（ II ）250 的四种蛋白质的识别 94-97。随后被表明，这些蛋白可以作为大型多蛋白复合物的必要亚基被聚集在核受体调控的启动子上 （如在 PCAF 的情况下的 ADA 或 SAGA ，在 TAF（ II ）250 的情况下的TFIID ），和通过核心组蛋白尾部中的氨基末端的特定的赖氨酸残基的乙酰化来

33、缓解染色质抑制 99，100 。由组蛋白乙酰化诱导的染色质阻遏的精确机制尚未阐明，但建议超乙酰化可能降低染色质上启动子的热稳定性， 这将导致转录因子结合的增强。 另一方面，已经发现组蛋白尾巴的乙酰化可以稳定染色质重塑复合物结合到核小体上 101，94。按照这个看法，它已证明 RAR 介导的转录激活需要几种染色质重塑复合物和开始伴随 ISWI 的 HATs、随后的 P300 和 SWI / SNF 聚集的启动子区域的连续动作 101。这些数据表明，染色质重塑和组蛋白修饰复合物功能之间的联系，这两个都导致转录的刺激。配体诱导的大量的 HAT 的聚集，大量的 HAT 含有核受体响应启动子复合物，是由

34、共激活因子 P160 家族的成员介导的。 三种蛋白质已分配给此家族： NCOA-1（ SRC-1）、-NCOA-2（GRIP1）和-NCOA-3（PCIP），每个都具有类似的结构域。高度保守的 HLH-PAS 结构域功能未知区域的后面是受体相互作用结构域 （RID），通过三个 LXXLL 基序，也称为核受体盒，介导配体依赖性的 P160 分子与核受体 LBDs 的相互作用 45,103,104。P160 C-末端转录激活结构域已被证明与HAT蛋白质相互作用，例如PCAF 和 CBP/p300 蛋白以及如CARM1 的甲基转移酶104，105。一方面根据 P160 蛋白质与核受体 LBD 相互作

35、用的能力，另一方面根据与组蛋白修饰复合物相互作用的能力， P160 蛋白质一直被认为是作为适配器分子以配体 -依赖性的方式聚集结合在核受体上的乙酰基或甲基转移活性的启动子。然而，最近的一份报告表明，依赖于细胞和反应元件的情况下，一些如 NCOA-2 的 P160 分子能够发挥抑制活性，其作用机制仍在阐明中 106。串扰与转录机制染色体重塑后的核受体介导的转录激活的下一个步骤是，一般转录因子和起始前复合物（ PIC）组装的聚集一般认为涉及多蛋白调解复合物的另一种类型，以他们发现的相关的受体命名：DRIP（例如， VDR 相互作用的蛋白质），TRAP（TR 相关的蛋白质）， ARC（激活聚集的辅助

36、因子） 。这些复合物共享十几种非常相似的（如果不相同）的蛋白质，因此，现在被认为是表示相同的多蛋白复合物的物质。这个复合物的聚集通过核受体DRIP/ TRAP/ ARC 组件其中的一个介导的， DRIP205 包含两个交替使用的LXXLL 核受体相互作用基序。尽管没有DRIP/ TRAP/ ARC 成分，但是已证明具有任何内在的 HAT 或其它酶的活性，它们证明有刺激染色质模板的活性的功能107 。这个活性可以被以配体依赖的方式的 DRIP/ TRAP/ ARC 与 RNA 聚合酶 II（聚合酶 II ）结合的能力来解释，表明这些配合物的功能之一可能与配体结合的启动子与转录机制的衔接。在最近几

37、年已经描述了许多其他公认的转录共调节蛋白（在 108 评论），这个庞大的数字显然超过了核受体绑定的能力。 在试图解释在基因顺序激活或共调节的组合模型的聚集中， 提出许多因素和复合物的合作对此的作用 110，111。该模型表明， 不同的蛋白质复合物要不可以按顺序、 组合方法进行， 要不在转录激活的多步骤过程中平行进行。 不同的蛋白质复合物的平行聚集是合理的， 使用荧光标记的分子和基因组集成的反应元件阵列的方法得到可视化的受体辅助因子的动态变化来说明 111。这种方法揭示了 DNA - 受体相互作用的快速周转 （几秒钟内）和快速的共调节交换。染色体免疫共沉淀(ChIP)，它结合了染色质相关因子的固

38、定，随后分析其组合物支持了辅助因子使用的序列模型。通过使用几组ChIP 证明了 ER 的辅助因子聚集的动能和特定的顺序，ER 即当激动剂结合时立即结合到在 PS2的启动子上同源的反应元件87，112。ER 结合后，SWI/ SNF复合物是第一个结合在 pS2 的启动子上的复合物，在 pS2 的启动子产生了允许转录起始的一个稳定的核小体构象。 SWI/ SNF 的聚集生效在初始转录的非生产性的过程中， 这是启动子保证的需要。 聚集 HMTS 和 HATs 遵循这个步骤， 并导致组蛋白 3（ H3）的位置 14（K14 ）上的赖氨酸的乙酰化和 H4R3 的二甲基化并定义为 pS2 启动子的转录能力

39、。这些组蛋白修饰参与转录机制的发生， 通过 APIS 的复合物最终导致 ER 定位到蛋白酶体。 转录的生产周期之后是初始的非生产性周期，在初始的非生产性周期上 P68 RNA 解旋酶是第一个聚集的。接着，将组蛋白甲基化的组合螯合是通过 P160 蛋白（ NCoAs）和组蛋白乙酰基转移酶达到的（图（ 3）。之前其他具有 HAT 活性的蛋白质参与 NCoAs，确认这些蛋白质作为支架参与核受体介导的转录的复合物构造的重要作用 （见上文）。 HATS 和聚集到 PS2启动子上导致组蛋白尾部特定的修改， 即额外的 H3 R17 的二 HMTS甲基化和 H4 K16 的乙酰化，它定义了一个参与 pS2 启

40、动子的转录水平。然后来自受体解离的组蛋白修饰复合物， 允许 TRAP / DRIP/ ARC 复合物的 DRIP205 蛋白的聚集，这反过来将促进与 RNA 聚合酶 II 互相作用的功能。转录开始的同时，聚合酶 II 的 C-端结构域被磷酸化和 P160-P300 复合物与 CBP-PCAF 进行交换113。据几位科学家提出的模型， PCAF 然后将乙酰化 P160 蛋白， P160 蛋白将从复合物中释放出来 114。解离来自其同源反应元件的ER 可能需要热休克蛋白hsp70 的参与，因为热休克蛋白 hsp70 已被发现在 ER 配体诱导的周期末尾是与 pS2 启动子相关联 87 。另一种热休

41、克蛋白 hsp90 先前已被描述参与启动子 GR 的清除 115。HDAC-SWI/SNF 复合物结合到 PS2 启动子是转录周期的最后一步。这些多蛋白复合物的元件改造成 PS2 启动子上的核小体组织，使随后的周期继续进行。在第二生产周期的末尾，转录抑制复合物 NuRD（含组蛋白去乙酰化酶和改造活性） 特定的结合到启动子上， 而且可能取代位于启动子 TATA 盒上剩余的 TFIIA/ TBP 复合物。 NuRD 复合物的聚集与和 PS2 启动子相关的沉默染色质的产生密切相关。 这时就需要一个重新起始周期， 核小体结构的完全重新修改在随后的周期中是所需的。鉴于各种蛋白质复合物聚集在启动子的数目，

42、大大超过了核受体的数量， 它很可能是这些配合物或它们的组成部分可能会对细胞和 /或启动子是特定的。事实上，例如一种细胞特异性的共调节因子即 PPAR 共激活因子 1（PGC-1）专门在褐色的脂肪和骨骼肌中表达， 已经发现 PGC-1 在 PPAR 介导的 UCP-1 转录中是绝对重要的。 UCP-1 转录的诱导对 PPAR 的响应仅发生在 褐色脂肪细胞，但不发生在没有 PGC-1 产生的成纤维细胞 116。近日，PGC-1 作用的分子机制已被阐明。PGC-1 与 DRIP/ TRAP/ ARC 复合物的直接的相互作用和刺激 P300-依赖的组蛋白乙酰化，从而在染色质重塑和前起始复合物的形成中发

43、挥作用 118，119。另一种分子 SRA（类固醇受体 RNA 激活剂），可以作为一个共调节因子的例子特定结合到核受体的一个亚群。 SRA 特别令人感兴趣，因为它不是一种蛋白质，而是一种 RNA 转录物；已被证明，通过与 NCOA-1 的相互作用和协同作用激活类固醇受体的 AF-1 功能 120， 121。转录抑制核受体活性的另一个重要组成部分是抑制转录的能力。 大多数核受体永久驻留在细胞核中，如 TR、RAR、VDR 以及许多孤儿受体能够识别没有配体的反应元件并能积极抑制转录。缺乏配体的类固醇受体与热休克蛋白复合物相互联系，这使他们远离他们的识别元件， 但与拮抗剂结合后， 也被证明能抑制转录

44、。 此外，一些核受体在负反应元件上表现激动剂依赖的的抑制121，122。核受体介导的转录抑制的分子机制与抑制因子的发现同时揭晓，如 SMRT（沉默调节子维甲酸和甲状腺激素受体）和N-COR（核受体共抑制因子），具有积极抑制转移到异源DNA 结合结构域的能力123，124。SMRT/ NCOR 功能的分析曾透露这些抑制因子具 有几个保 守的的抑制域，为组 蛋白脱 乙酰酶（ HDACs）或含有像Sin3A 复合物的 HDAC 的成分提供相互作用的表面23，125。组蛋白脱乙酰酶 （HDACs ）主要的细胞功能是除去组蛋白尾部上特定赖氨酸的乙酰基基团，从而抵消HAT 的活动和染色质浓缩的诱导48，

45、126。在最近几年中已经描述了，许多额外的共抑制因子复合物具有HDAC 依赖性和 /或独立的转录抑制活性的功能。这些多蛋白复合物与HDACs 相联系的有Sin3、NuRD 和 CoREST，其聚集到靶染色质上被认为是细胞特异和/或启动子特异。最近描述的一些其他抑制因子如Alien 、LcoR、Ikaros 基因或 RIP140，显示的只是在某些情况下对HDAC 抑制剂部分敏感或不敏感127-129 。HDAC 无关的活动模式的分子机制仍不清楚，但可能涉及到与C-末端结合蛋白（ CtBP）的结合，这反过来又已显示与polycomb 基因（ PCG）复合物交互作用， PCG 涉及稳定基因表达的抑制

46、130 。研究最深入的核受体抑制因子，N-COR 和 SMRT 通过两个核受体相互作用结构域聚集到染色质靶位点上，每个包含一个典型的基序LXXXIXXX（I / L），通常被称为CoRNR盒48 。N-COR和 SMRT 羧基末端结构域中存在CoRNR 框1 和 2，已被报告在与非配体的 TR、RAR 和 RXR 的相互作用是必要和充分的。此外，已经表明，核受体对 CoRNR1 和 CoRNR2 具有不同的的喜好。例如，视黄酸受体结合 CoRNR1，而 RXR 几乎完全与 CoRNR2 相互作用 131，132。根据蛋白质结构的预测分析， LXXXIXXX （I / L ）序列形成一个扩展的

47、-螺旋，螺旋转动的时间比共激活因子基序的 LXXLL更长。虽然共抑制因子和共激活因子基序利用重叠表面进行相互作用，但是螺旋12 其激动剂的位置中防止与共抑制因子螺旋扩展的绑定。因此，重新定位的螺旋12 与核受体配体结合结构域结合的激动剂配体结合， 代表一个可能的分子机制， 即配体依赖的共抑制因子复合物的移位。已经认为核受体 LBD 的 AF-2 螺旋已经进化到能够辨别共激活因子的 LXXLL 螺旋和 N-CoR/SMRT 抑制因子的扩展螺旋， 允许配体依赖性的核受体活性的开关。显然，N-COR 、SMRT 结合到靶染色质上的其他方式以这些抑制因子的方式存在，被证明要结合一些与核受体无关的转录因

48、子，如Mad 、Pit-1 和CBF-1，这些抑制因子的相互作用表面必须与核受体的LBDs 显着不同 23，133。除了转录因子和 HDACs 、N-COR 、SMRT 与许多其它蛋白相关联以外， 最近已证明，这些分子的生化纯化表明 SMRT 和 N-COR 存在于大小约 1.5-2MDA 的大型独立的蛋白复合物上 134-136。每个 N-COR 和 SMRT 复合物由约 10 至 12 个蛋白质组成，其中一些蛋白质如 TBL1/TBLR1 显示的染色质结合的活性促使 N-COR、SMRT 复合物向另一个重要组成部分HDAC3 底物靠近。最近描述的N-CoR 抑制因子复合物的另一元件，即甲基化CpG 岛结合蛋白 Kaiso，促使N-CoR 结合到甲基化的启动子上从而介导甲基化依赖的DNA 抑制 134 。然而，N-CoR 抑制因子复合物的另一个亚基，即细胞内信号