南师大-分子生物学第五章-转录因子课件.ppt

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1、第五章蛋白质结构与功能——转录因子目录引言第一节转录因子的结构第二节转录因子的作用特点及其研究方法第三节一些常见的植物转录因子第四节动物中的转录因子——MyoD第五节热休克转录因子——HSF第六节一些转录因子的实例第七节人工转录因子引言转录因子是细胞内一类重要的基因表达调控蛋白质，它通过与基因上游启动子区中特异的DNA序列的相互作用，来决定被调控基因的开启和关闭以及表达量。一个转录因子可调控数百个基因的表达，而一个基因的表达又可受数个转录因子的调控。转录因子水平的轻微变化，即会对细胞功能产生重大影响。引言转录因子的结构和功能缺陷，与人类的

2、一些疾病（如肿瘤和炎症）相关；许多转录因子还是药物作用的靶点。所以，转录因子活性的检测对疾病的研究和药物开发都具有非常重要的意义。人工转录因子的研究和开发，将在基础研究、肿瘤等疾病的基因治疗以及抗病毒治疗等领域开辟一个崭新的途径。第一节转录因子的结构转录因子（TranscriptionFactor，TF），也称反式作用因子，是指那些具有同真核生物启动子特定DNA序列结合活性的蛋白质分子，或者是具有已知DNA结合域结构特征的蛋白质分子。通过它们之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用，激活或抑制转录。第一节转录因子的结构转录因子一般含有4个功能区

3、：DNA结合域、转录调控域（包括激活和抑制域）、核定位信号以及寡聚化位点。但是，不同的转录因子可能缺少某一结构域（如转录调控域或特异的DNA结合域）。转录因子通过这些功能区域，在特定的时间进入细胞核内，与启动子顺式作用元件或与其它转录因子的功能区域相互作用，来调控基因的转录及表达。第一节转录因子的结构一、转录因子常见的基本结构二、转录因子的种类一、转录因子常见的基本结构转录因子有一个共同的特性，即由不同的功能结构域组成可调变的蛋白质结构，而这些功能结构域从蛋白总体分离出来后，无论是单独作用还是与其它来源的蛋白连接后，仍保持原有的功能。一、转

4、录因子常见的基本结构1、DNA结合域2、转录调控域3、核定位信号4、寡聚化位点1、DNA结合域DNA结合域，是指转录因子识别顺式作用元件，并与之结合的一段氨基酸序列。通常由60~100个氨基酸残基组成。在相同类型的转录因子中，DNA结合域氨基酸序列较为保守。DNA与蛋白质之间的相互识别，取决于DNA碱基对的外缘和氨基酸侧链之间的相互作用。在DNA双链中，互补碱基的外缘暴露于双螺旋结构外侧，形成具有氢键供体和氢键受体的复杂结构。这种结构可以被氨基酸侧链所识别，并且是DNA-蛋白质之间进行特异性识别所必需的。1、DNA结合域DNA结合域带共性的

5、结构主要有以下几种：①HTH和HLH结构：α-螺旋可与DNA的沟槽相互作用。②锌指结构：见于TFIIIA和类固醇激素受体中。锌指上的碱性氨基酸与DNA的磷酸基有相互作用。锌指结构家族的蛋白又可分为锌指、锌纽、锌簇三类。几种锌指结构1、DNA结合域③Leu-拉链结构：见于真核生物DNA结合蛋白的C端。两条肽链呈钳状与DNA相结合；拉链两侧的碱性氨基酸与DNA的磷酸基有相互作用。有的转录因子含有多个DNA结合结构域。转录因子DNA结合域的特定氨基酸序列，决定了它们与顺式作用元件识别及结合的特异性。Leu-拉链结构与DNA结合2、转录调控域同一家

6、族转录因子的主要区别在于：它们的转录调控结构域各不相同。转录调控结构域可以分为两种：①转录激活域（transcriptionactivationdomain）②转录抑制域（transcriptionrepressiondomain）它们决定了转录因子功能的差异。2、转录调控域该结构域常见有4种特征类型：①富含酸性氨基酸；②富含脯氨酸；③富含谷氨酰胺；④富含丝氨酸/苏氨酸。有的转录因子可同时具有几个激活结构域，这些结构域可能是转录因子与其它蛋白质接触作用的区域。3、核定位信号核定位信号（NLS），是转录因子中富含精氨酸和赖氨酸残基的核定位区域

7、，转录因子进入细胞核的过程受该区域的调控。不同转录因子的核定位信号序列、所处的位置、数量有所不同。有些转录因子进入细胞核的过程，是通过1至数个核定位信号进行的；而没有NLS区的转录因子则借助于与具有NLS区的转录因子相互作用进入细胞核。4、寡聚化位点寡聚化位点，是不同转录因子借以发生相互作用的功能区域。它们的氨基酸序列很保守，大多与DNA结合域相连，并形成一定的空间构象。不同转录因子通过寡聚化位点发生相互作用，形成异源或同源寡聚化物，以影响其DNA结合特异性、结合能力以及在细胞核内的定位。二、转录因子的种类各种不同的转录因子，依据它们所具有

8、的特殊的DNA结合模式而分成不同的大家族。因为许多转录因子可形成同二聚体和异二聚体，所以各大家族据此可进一步细分成亚家族。正是由于许多转录因子能异二聚体化，从而极大地增加了转录调