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转录因子いんし

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转录因子いんしげきかつDNA转录

ざい分子生物学ぶんしせいぶつがくなか转录因子いんし英語えいごTranscription factorゆびのう够结あいざいぼうもといんうえゆうとくかく苷酸序列じょれつじょうてき蛋白たんぱく,这些蛋白たんぱく质能调控其基いんてき转录[1][2]具体ぐたいどおり过调ひかえかくとう核酸かくさん聚合酶(RNA聚合酶,あるさけべRNA合成ごうせい酶)あずかDNAばんまたてき结合。

转录因子いんしてきほん质是あずかDNAとく异性结合てきいち系列けいれつ蛋白たんぱく质。一般有不同的功能区域,如DNA结合结构いきあずかこう应结构域。转录因子いんし单与もといんじょうゆうてき启动区域くいき结合,也可以和其它转录因子いんし形成けいせい转录因子いんし合体がったいらいかげ响基いんてき转录,以产せい很复杂而せい细的かげ响。结合ざいDNAじょうてき启动以及增强ぞうきょう类控せい转录てき区域くいきじょう,促进あるもの抑制よくせいDNAじょうてき遗传しんいきこうRNA转录てき过程。转录因子いんしてき这一机能可以单独,あるものどおり过与其它蛋白たんぱく形成けいせい合体がったいらい完成かんせいひと类的もといん组上やめ推定すいていだい约1800个基いんひかえせい转录因子いんしてき编码。

生物せいぶつがくてき作用さよう

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转录因子いんし具有ぐゆうDNA序列じょれつてき识别、结合以及ひかえせいもといんひょう达的基本きほんつくえのうざいもといん转录活性かっせい以及相反あいはん活性かっせい,以及细胞ない很多はん应中ふんえんじ重要じゅうようてきかくしょくじょ此之がい以下いかれつ一些重要的机能以供参考。

  • 基本きほんせいてき转录调节

ざいかく生物せいぶつちゅう,转录开始时基本きほん转录因子いんし(GTF)必要ひつようてき存在そんざい。实际じょうだい多数たすう基本きほん转录因子いんしあずかDNA结合てき,而是よし存在そんざいてき部分ぶぶん大型おおがた转录开始ぜん合体がったいあずかRNA聚合酶发せい直接ちょくせつせい相互そうご作用さよう通用つうようてき一般性基本转录因子有TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIHとうとう

  • 发育

だい多数たすうてき转录因子いんし参与さんよ细胞生物せいぶつてき发育。这些转录因子いんし响应刺激しげきひかえせい标基いんてき转录开始あずか停止ていし。就这样,适当あらため变了细胞的形まとがた态和活性かっせい以构けん推进细胞分化ぶんかかずいさおのう决定てき必要ひつようじょう态。如说,ぞく于Hoxぞくてき转录因子いんしざい从果蝇到じん类的适当身体しんたい构造てき构建ちゅう。另一个例Y染色せんしょくたいじょう存在そんざいてきSex-determining Region Y(SRY)编码てき遗传因子いんしざい哺乳ほにゅう动物てきせい别决てい中表なかおもて现出重要じゅうようてき作用さよう

  • 响应胞间信号しんごう传递

胞间信号しんごう传递ゆび一些细胞中的分子被释放,其他细胞ちゅう发生どおり过信ごう传递执行てき连锁はん应(级联)。もといんてきかつ/かつしょ必要ひつようてき信号しんごうみちつね存在そんざい于级联下ゆう转录因子いんしめすげきもと受体转录因子いんし参与さんよてきめすげきもと信号しんごう(传递)一个具有相当短的级联反应的例子:卵巢らんそう胎盘分泌ぶんぴつてきめすげきもとどおり过细胞膜あずか胞质ない存在そんざいてきめすげきもと受体しょう结合;受体こう细胞かくないうつり动并与特定とくていてきDNA序列じょれつ结合,调节しょう关的もといん转录。

  • 对环さかいてき响应

转录因子いんしかつ动的じょう况不仅仅应对类似于信ごう传导いち类的生物せいぶつがく刺激しげき,也参与さんよいた对于环境刺激しげきてき应对。为了ざい高温こうおん条件下じょうけんか生存せいぞんしょ必需ひつじゅてきげきかつもといんてき热休かつ因子いんし(HSF),应对てい条件下じょうけんかてきてい氧诱导因子いんし(HIF),以及细胞ない维持适当あぶら水平すいへいてきかたあつし调节もとけん结合蛋白たんぱく(Sterol Regulatory Element Binding Protein; SREBP)みやこただしれい

  • 细胞周期しゅうき调节

だい多数たすう转录因子いんしあずか细胞周期しゅうきてき调节しょう关。无论细胞ぞう长多だい,(细胞)分裂ぶんれつちゅうてきにんなん时序(周期しゅうき间)みやこすすむ其帮じょ决定。转录因子いんしざいゆう其细胞周调节ちゅうてきげんがんもといんそもそもがんもといんてき诱导方面ほうめんおこりいた重要じゅうよう作用さよう著名ちょめいてきれいざい细胞なり长和凋亡ちゅう发挥作用さようてきMyc蛋白たんぱく

调控

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转录因子いんしてき调节一个十分复杂的过程, いん为它取决于很多いんもと,其中さいあかり显的其他てきDNA结合蛋白たんぱく(包括ほうかつ转录因子いんしとう)以及局部きょくぶてき染色せんしょくたい结构. 早期そうきてき体外たいがい实验认为DNA序列じょれつ决定转录因子いんしてきそうはい顺序,ただしいよいよいよいよおおてき证据显示转录てきげきかつ决于大量たいりょうてき转录因子いんしてき相互そうご作用さよう目前もくぜんおもて观遗传学乎对转录げきかつ也扮えんじ重要じゅうようかくしょく阶段调节、ひかえせいつくえつくえせいひとしよし重要じゅうようてき生物せいぶつがくはん提供ていきょう,转录也不例外れいがい。转录水平すいへいてき调节仅仅よしもといん产物(RNAある蛋白たんぱく质)てきりょうらい调节,也受到转录过程本身ほんみてき调节。以下いか转录因子いんし活性かっせい调节けい统简あかりてききよし单。

  • 转录因子いんし合成ごうせい

かず其他てき蛋白たんぱく质一样,转录因子いんし也是染色せんしょくたいじょうてきもといん转录なるRNA,并被こぼし译成蛋白たんぱく质。转录因子いんし产生活性かっせい受到这些骤的かげ响。いち些转录因可能かのうかい显示对其自身じしんてき产生具有ぐゆう抑制よくせいこう应的特性とくせい(负反馈)。转录因子いんしあずか编码其自身じしんてきもといんしょう结合てきじょう况下,通常つうじょう具有ぐゆう抑制よくせい方向ほうこうてき作用さよう。这就细胞ない转录因子いんし水平すいへい维持ざい较低间的つくえせいいち

  • かく定位ていい

ざいかく生物せいぶつちゅう,转录因子いんしてき转录ざいかくないこぼし译在细胞质中进行。かくないかつ动的蛋白たんぱく质大多数たすうゆうはた自身じしん引入かくないてきかく定位ていい信号しんごうしか而,对于许多转录因子いんし,这(かく定位ていい信号しんごうはん而是かくえき过程调控てき关键てんぼう些转录因(如核受体)为了迁移いた细胞かくちゅう必须ざい细胞质中结合はいたいはいたい结合/つう化学かがくせいおさむ饰的かつ はいたいてき结合じょりょうあずか转录因子いんしてき局部きょくぶとみしゅうしょう关,也参与さんよかげ响着转录因子いんしてき活性かっせいじょう态(DNAあずか其耦あい因子いんしてき结合あずかいな)。じょりょうどおり过磷酸化さんかあずかDNA结合てきSTAT蛋白たんぱくつう化学かがくせいおさむ饰受到げきかつてき转录因子いんし也有やゆう很多。

  • DNA结合てき接近せっきん

ざいかくてきじょう况下,转录活性かっせいひくてきもといん间内,组蛋しろある染色せんしょく质纤维呈现凝缩的异染しょく质状态。异染しょく内部ないぶてきDNAだい不能ふのうあずか转录因子いんし发生接触せっしょく。为了ざい这种じょう态下のう够结あいDNA,しゅさきゆう必要ひつよう它的结构あらため变成つね染色せんしょく质,れい如改变组蛋白たんぱくてき结构。 ゆうてきDNAへんだんやめ经结あいりょう转录因子いんし,而对于结あい对象为同一部位的其他转录因子而言,以视さく扰的いんもとぞう这样,ていこういたどう一基因上的多个转录因子,其中一个促进转录而其它种类起到抑制作用,ゆう时就てん现这样一种互相拮抗的角色。

  • 耦合因子いんしてき作用さよう/复合体がったいてき形成けいせい

だい部分ぶぶん转录因子いんしぼつゆう单独てきこうのういんてき转录ゆう必要ひつよう结合こう几个转录因子いんし。这些转录因子いんしてき合体がったい就是はま补前おこりはじめ复合ぶつあるRNA聚合酶使おこりこうてき一种一种的耦合因子。这样,为了一种转录因子转录的开始,其他必要ひつようてき蛋白たんぱく质必须存在そんざい,且必须处于可以结あいてきじょう态。

构造

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转录因子いんし存在そんざい高度こうど组化てき构造。そくかく参与さんよ转录调控てき具有ぐゆう各自かくじこうのうてき区域くいきまたたたえ为域)组合编入一个单一的转录因子。かくこうのう区域くいきてき排列はいれつすうもく决于转录因子いんし本身ほんみ信号しんごう检知げきかつ作用さようざい多情たじょう况下包含ほうがんざい同一どういつ区域くいき

  • DNA结合いき(DNA binding domain; DBD)

どうDNAてき特殊とくしゅ序列じょれつ(如基いん附近ふきん存在そんざいてき启动增强ぞうきょう序列じょれつ)结合てき区域くいきあずか转录调节直接ちょくせつしょう关,さい重要じゅうようてき领域(下面かめん详述)。あずか转录因子いんししょう结合てきDNA序列じょれつ常常つねづね视为げき素的すてき响应もとけん

  • げきかつ结构いき(transactivation domain; TAD)

かず其他てき蛋白たんぱく质(れい如耦あい转录调节因子いんし)结合てき区域くいき。这一部分很多情况下被称呼为“げきかつこうのう”。 信号しんごう检知いきsignal sensing domain; SSD)あるしょうはいたい结合いき どおり过外信号しんごう检出,传达信号しんごういた组成复合体がったいてき剩余じょうよ部分ぶぶん,从而完成かんせいもといんひょう达的ひかえせい。SSDDBDざい转录因子いんしじょうてい现离散分布ぶんぷ形成けいせいてき合体がったい们最はつ互相整合せいごうこうのうてき场合。

DNA结合いき

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转录因子いんしゆかり个功のういき构成,这种构造解析かいせきおこりらい并不简单。しか而,实际じょうDNA结合てき部分ぶぶん也就もと于DNA结合いきてき解析かいせきぶん类相对先进。以下いかしょしめせてき具有ぐゆう代表だいひょうせいてきDNA结合领域ぶん类。

  • どうみなもと结构いき(homeodomain)

あずかはて蝇的身体しんたい构造决定しょう关的转录因子いんし检出てき序列じょれつ包括ほうかつじんざい内的ないてき高等こうとう动物しょう高度こうど保守ほしゅ具有ぐゆう螺旋らせん-转角-螺旋らせん(HTH)结构,拥有以辨识的だい螺旋らせん

  • 锌指(zinc finger)

れい如类かたあつし类激もと受体てきかくない受体、GATAぞくちゅうてき一个因子所观察到的构造,つう过一个与锌配位的特定的立体构造与DNA结合。もと于常见的氨基さん序列じょれつ、C2H2类型、C4らい进行ぶん类。

  • うえゆう碱性环-螺旋らせん-环(basic-helix-loop-helix; bHLH)

HLHさく为肌にく细胞分化ぶんかしょう关和さく为二噁英受体的转录因子被发现,这是一种转录因子两两结合的重要结构。转录因子いんし形成けいせい聚体,两个碱性结构いき共同きょうどう识别DNA。

  • うえゆう碱性あきら氨酸ひしげ链(basic region-leucine zipper; bZip)

氨基さん序列じょれつごと七个就被定位一个亮氨酸或者异亮氨酸并具有特征αあるふぁ螺旋らせん构造,あずか转录因子いんし形成けいせい聚体しょう关。ところ形成けいせいてき二聚体的碱性功能域使得DNA以被识别。

  • 其他

やめ序列じょれつてき还有れい如Winged helix(WH)、ETSとう。 此外还存在そんざいよし于不备DNA结合结构いき而未ぶん类的转录因子いんしぶん类,ただし这些蛋白たんぱく质在转录调控ちゅう存在そんざい关键作用さようきょうかつ剂、染色せんしょく质再构成复合ぶつ(Chromatin Structure Remodeling; RSC)、组蛋しろおつ酰转うつり酶、磷酸酶和きのえはじめ酶就ぞく于这いち类。

转录因子いんし结合区域くいき

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转录因子いんししょ结合てきだんDNA序列じょれつしょう为转录因子いんし结合领域。转录因子いんしどおり过氢键和范德华力组合そうはいきさきあずか这些区域くいき产生化学かがくせい结合。よし于这些化学かがくせい相互そうご作用さようてき特性とくせい使つかいとくだい多数たすう转录因子いんしのうあずか个别DNA序列じょれつ发生とく异性结合。しか而,转录因子いんし结合区域くいきてき全部ぜんぶ碱基实际じょう并不一定都与转录因子接触,结合力ごうりょくてき大小だいしょう也因此而ゆうしょ不同ふどうよし此,转录因子いんし并非仅仅与单一DNA序列じょれつしょう结合,而可能かのう拥有相似そうじ序列じょれつてき区域くいきみやこ能成よしなり为靶结合れい如被しょう为TATA结合蛋白たんぱく质(TBP)てき转录因子いんしぐんゆう共同きょうどうてき结合区域くいき「TATAAAA」,TBP对于存在そんざい类似てき序列じょれつ如「TATATAT」「TATATAA」可能かのう使あずかこれ耦合。 转录因子いんしのう够与这样类似てき序列じょれつ结合,此外还有しょう对较たんてき序列じょれつ结合てき倾向。よし此,ゆかり于DNA序列じょれつあし够长,也难かいかい偶然ぐうぜん现一些可以结合的区域。しか而实际上,转录因子いんし并不结合いた全部ぜんぶ拥有けんようせいてき序列じょれつじょう如与DNAてき亲和せい以及耦合因子いんしてき使用しよう可能かのうせい,其他てきせい约缩しょうりょう转录因子いんし实际てき结合范围。综上,ゆうてきDNA序列じょれつそく使全部ぜんぶ解析かいせきわが们也无法简单预测さと实际じょういやゆう转录因子いんし结合てきてん

类别

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つくえせいぶん类 转录因子いんしざいつくえせいてきもと础上,以分なりさん种。

  • 基本きほん转录因子いんし

あずか转录开始てき开始ぜん合体がったいてき形成けいせいしょう关。あずかまい个细胞中存在そんざいてきII类基いんしゅう围的核心かくしん启动区域くいき相互そうご作用さよう

  • うえゆう转录因子いんし

あずか转录おこり始点してんじょうゆう结合,促进ある抑制よくせい转录方向ほうこうてき转录因子いんしまたたたえ为转录调节因

  • 诱导がた转录因子いんし

あずかうえゆう转录因子いんし相似そうじ,进行必要ひつようてきげきかつ/抑制よくせいてきこうのうひょう

こうのうぶんじょりょう按照つくえせい进行ぶん类外还可以按あきらこうのうらいぶん类。

  • 组成せいげきかつがた——全部ぜんぶ细胞一般情况下都存在的类型。れい基本きほん转录因子いんし、Sp1、NF1、CCAAT增强ぞうきょう结合蛋白たんぱく
  • ゆう条件じょうけんげきかつがた——需要じゅようげきかつてき类型。
  • 2.A 发育がた (细胞とく异性) -ひょう达被严格调控,一旦表达则不需要进一步的激活,れい如GATA转录因子いんしかん细胞かく因子いんし(HNF)、PIT-1、MyoD、Myf5、Hox、Winged Helix。
  • 2.B 信号しんごう赖型——需要じゅよう外部がいぶ信号しんごうげきかつ
  • 2.B.1 细胞外信がいしんごう赖型——れい如核ない受体。
  • 2.B.2 细胞ない信号しんごう赖型——细胞ちゅうゆかりてい水平すいへいぶつ质激かつれい如SREBP、p53、Orphanかくない受体。
  • 2.B.3 细胞まく受体赖型——接受せつじゅだい二信使信号级联或通过磷酸化激活的类型。
  • 2.B.3.a 原核げんかく因子いんしきょみんかく因子いんし)——论是げきかつひとしざいかくない存在そんざいれい如CREB、AP-1、Mef2。
  • 2.B.3.b 潜伏せんぷく细胞质因子いんし——げきかつじょう存在そんざい于细胞质ない,受到げきかつきさき定位ていいざい细胞かくないてき转录因子いんしれい如STAT、R-SMAD、NF-κかっぱB、Notch、TUBBY、NFAT。

DNA结合区域くいきてきぶんさい细化てき转录因子いんしぶん类方しきつう过其主要しゅようてきあずかDNA结合区域くいきらい划分。这里以Superclass・Class・Family三个等级来进行表记,ぼう些情况下提供ていきょうSubfamilyさく为更细化てきぶん类。

  1. もと础域
    1. 碱性あきら氨酸ひしげ
      1. AP-1类似组件(れい如c-Fos、c-Jun)
      2. CREB
      3. CCAAT增强ぞうきょう结合蛋白たんぱく(C/EBP)类似因子いんし
      4. bZIP/PAR
      5. 植物しょくぶつG-box结合因子いんし
      6. 单纯ZIP
    2. うえゆう碱性もと团的螺旋らせん-环-螺旋らせん结构
      1. ひろし适因(class A)
      2. なまはだ转录因子いんし(MyoD)
      3. Achaete-Scute
      4. Tal/Twist/Atonal/Hen
    3. 螺旋らせん-环-螺旋らせん-あきら氨酸ひしげ链(bHLH-ZIP)
      1. ひろし适bHLH-ZIP因子いんしれい如USF、SREBP)
      2. 细胞周期しゅうき调节因子いんしれい如c-Myc)
    4. NF-1
      1. NF-1(NFIC)
    5. RF-X
      1. RF-X(NFX)
    6. bHSH
  2. 锌配DNA結合けつごういき
    1. Cys4(かくない受体がた
      1. 类固あつしげきもと受体
      2. 甲状腺こうじょうせんげきもと受体类似因子いんし
    2. diverse Cys4 zinc fingers
      1. GATA因子いんし
    3. Cys2His2锌指いき
      1. ひろし适因れい如TFIIIA、Sp1)
      2. ゆうNF-6B类似结合能力のうりょくてき大型おおがた因子いんし
    4. Cys6 cysteine-zinc cluster
    5. 交互こうご配置はいちがた锌指
  3. 螺旋らせん-转角-螺旋らせん
    1. どうみなもとbox
      1. 单纯どうみなもとbox(Ubx)
      2. POU因子いんしれい如Oct)
      3. 具有ぐゆうLIM区域くいきてきどうみなもといき
      4. 具有ぐゆう锌指てきどうみなもといき
    2. Paired box
      1. 具有ぐゆうどうみなもといきてきPaired box
      2. 单纯Paired box
    3. Fork head/Winged helix
      1. 発生はっせい調節ちょうせつ因子いんしれい如forkhead)
      2. 组织とく异性调节因子いんし
      3. 细胞周期しゅうき调节因子いんし
      4. 其他调节因子いんし
    4. 热休かつ因子いんし(HSF)
      1. HSF
    5. いろ氨酸しゅうぐん
      1. Myb
      2. Ets类
      3. 扰素调节因子いんし
    6. TEAいき
      1. TEA
  4. βべーた-Scaffold因子いんしばんゆうMinor Groove Contact)
    1. RHR(Rel homology region)
      1. Rel/ankyrin、NF-kB
      2. ankyrinのみ
      3. NF-AT
    2. STAT
      1. STAT
    3. p53
      1. p53
    4. MADS-box
      1. 分化ぶんか调节因子いんしれい如Mef2)
      2. 細胞さいぼうがいシグナル応答おうとう因子いんし(SRF)
    5. βべーた-Barrel αあるふぁ-helix
    6. TATA结合蛋白たんぱく(TBP)
      1. TBP
      1. SOX、SRY
      2. TCF-1
      3. HMG2关联因子いんし、SSRP1
      4. MATA
    7. Heteromeric CCAAT factor
      1. Heteromeric CCAAT factors
    8. Grainyhead
      1. Grainyhead
    9. ひやきゅうかついき
      1. csd
    10. Runt
      1. Runt
  5. 其他转录因子いんし
    1. 铜拳头蛋しろ
    2. HMGI(Y)
      1. HMGI(Y)
    3. くちぶくろいき
    4. E1A类似因子いんし
    5. AP-2/EREBP关联因子いんし

参看さんかん

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参考さんこう资料

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  1. ^ Latchman DS. Transcription factors: an overview. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. December 1997, 29 (12): 1305–12. PMC 2002184可免费查阅. PMID 9570129. doi:10.1016/S1357-2725(97)00085-X. 
  2. ^ Karin M. Too many transcription factors: positive and negative interactions. The New Biologist. February 1990, 2 (2): 126–31. PMID 2128034. 

外部がいぶ链接

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