核酸結(jié)合蛋白第1頁/共106頁基本概念和定義蛋白和核酸的相互作用主要可分為四類：（1）即結(jié)構(gòu)和包裝作用（如組蛋白、病毒衣殼蛋白等）；（2）運(yùn)輸和定位作用（tRNA,mRNA和核糖體結(jié)合）；（3）代謝和重排作用（如DNA和RNA聚合酶、核酸酶、解旋酶等）；（4）基因表達(dá)作用（如RNA聚合酶、轉(zhuǎn)錄因子、核糖體和起始因子等）。值得注意的是：對于特定蛋白而言，其功能并不是唯一的。第2頁/共106頁根據(jù)底物的特殊性，核酸結(jié)合蛋白可分為三類：（1）非特異性結(jié)合蛋白；（2）序列特異性結(jié)合蛋白；（3）結(jié)合特殊結(jié)構(gòu)的蛋白（如在DNA中的不正常堿基，重組中間體，以及核內(nèi)含子套索）。大部分核酸結(jié)合蛋白在一個(gè)內(nèi)部位點(diǎn)以定位方式相互作用。用于蛋白和核酸識(shí)別的非共價(jià)鍵主要包括（1）靜電吸引和氫鍵，（2）主鏈連接，（3）氫鍵和堿基連接。同時(shí)，在相互作用時(shí)，蛋白和核酸的構(gòu)象常常發(fā)生改變，以產(chǎn)生最大的互補(bǔ)作用表面。第3頁/共106頁一.核酸被蛋白識(shí)別（一）DNA識(shí)別的一般方式1、識(shí)別基礎(chǔ)：

DNA結(jié)合蛋白識(shí)別整個(gè)螺旋分子的幾何結(jié)構(gòu)，通過接觸大溝或小溝，連接核糖磷酸主鏈或堿基同DNA相互作用。2、同dsDNA結(jié)合的蛋白（1）同DNA末端相互作用的蛋白（如DNA連接酶，外切酶）；（2）圍繞DNA或以深的狹縫結(jié)合DNA的蛋白（DNA聚合酶，拓?fù)洚悩?gòu)酶）；（3）同DNA雙螺旋表面作用的蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）。第4頁/共106頁(二)RNA識(shí)別的一般方式

1、識(shí)別基礎(chǔ)：（1）一級(jí)序列（如SD序列，加尾序列）（2）RNA折疊形成的高級(jí)結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)(突起，發(fā)夾，莖環(huán))如著錄終止，tRNA的加工，內(nèi)含子剪切等三級(jí)結(jié)構(gòu)（三股螺旋，tRNA的L-形結(jié)構(gòu)）如aa-tRNA和氨酰合成酶的結(jié)合。

2、RNA結(jié)合蛋白的特征（1)局部形成方式同RNA相互作用；（2）β折疊常用于相互識(shí)別的表面第5頁/共106頁凸起：雙螺旋的一條鏈上有單個(gè)堿基多余時(shí)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)凸環(huán)：雙螺旋的一條鏈上有多于一個(gè)堿基多余時(shí)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)：雙鏈結(jié)構(gòu)中由于一個(gè)或多個(gè)堿基錯(cuò)配形成的畸形結(jié)構(gòu)發(fā)夾/莖環(huán)結(jié)構(gòu)：具有不完善的兩側(cè)對稱結(jié)構(gòu)的區(qū)域形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)，兩段互補(bǔ)的序列可形成莖干，完全互補(bǔ)時(shí)形成的結(jié)構(gòu)稱為發(fā)夾，一端有未配對的堿基時(shí)形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)或發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)柄環(huán)結(jié)構(gòu)：一段獨(dú)立的核酸序列，末端形成一小段互補(bǔ)配對的結(jié)構(gòu)，其余部分形成環(huán)十字型結(jié)構(gòu)：具有回文序列的雙鏈核酸中，當(dāng)兩條鏈都可自發(fā)形成發(fā)夾/莖環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)可產(chǎn)生十字型結(jié)構(gòu)第6頁/共106頁第7頁/共106頁第8頁/共106頁第9頁/共106頁大腸桿菌16S

rRNA的二級(jí)

結(jié)構(gòu)第10頁/共106頁I類內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu)第11頁/共106頁II類內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu)第12頁/共106頁植物病毒和類病毒類病毒（viroids）感染性RNA分子，獨(dú)自具有功能，外面不包被任何蛋白外殼。擬病毒（virusoids）與此結(jié)構(gòu)相同。但包被在植物病毒內(nèi)。擬病毒本身不能復(fù)制，必須依賴病毒的幫助，這種擬病毒有時(shí)稱為衛(wèi)星RNAs（satelliteRNAs）第13頁/共106頁錘頭結(jié)含58nt,有3個(gè)莖環(huán)和13堿基的保守順序第14頁/共106頁第15頁/共106頁第16頁/共106頁第17頁/共106頁第18頁/共106頁第19頁/共106頁第20頁/共106頁第21頁/共106頁RNA的三鏈結(jié)構(gòu)第22頁/共106頁tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)（L型）：第23頁/共106頁第24頁/共106頁DNA和RNA結(jié)合蛋白中基本的識(shí)別結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)

識(shí)別

分類學(xué)分布

舉例DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋HMG結(jié)構(gòu)域鋅指結(jié)構(gòu)類固醇受體家族雙核基因簇堿性結(jié)構(gòu)域BPVE2模體帶-螺旋-螺旋和其他片層結(jié)構(gòu)組蛋白-核心-接頭

Rel同源蛋白α-螺旋α-螺旋α-螺旋α-螺旋α-螺旋α-螺旋α-螺旋β-折疊靜電作用α-螺旋環(huán)所有的真核生物主要在真核生物真核生物酵母真核生物乳頭瘤病毒所有的真核生物真核生物大腸桿菌Lac阻遏物，果蠅的觸角足蛋白大鼠的HMG1小鼠的Zif268，果蠅的Tramtrack人類維甲酸受體，大鼠糖皮質(zhì)激素受體酵母GAL4酵母GCN4,人類MyoD,小鼠MaxBPVE2蛋白大腸桿菌MetJ阻遏物，擬南芥TATA結(jié)合蛋白人類TAFII31,TAFII80，人類H5NF-κBp50同源二聚體RNA結(jié)合結(jié)構(gòu)RNP結(jié)構(gòu)域dsRBDK-同源蛋白β-折疊β-折疊環(huán)真核生物所有的真核生物U1AsnRNP果蠅的StaufenhnRNPK縮寫：HMG＝高泳動(dòng)結(jié)構(gòu)；TAF＝TBP(TATA結(jié)合蛋白)相關(guān)因子；BPV＝牛乳頭瘤病毒；RNP＝核糖核酸蛋白；dsRBD=雙鏈RNA結(jié)合蛋白；hnRNP=核內(nèi)不均一核糖核蛋白第25頁/共106頁Theribbon-helix-helixmotif.Thedrawingisoftheribbon-helix-helixmotifoftheEscherichiacoliMetJrepressor,whichconsistsofadimeroftwoidenticalproteins,oneshowninblueandtheotheringreen.Theβ-strandsattheleftofthestructuremakecontactwiththemajorgrooveofthedoublehelix.‘N'and‘C'indicatetheN-andC-terminiofthemotif,respectively.第26頁/共106頁帶-螺旋－螺旋NNCC第27頁/共106頁帶-螺旋-螺旋模體第28頁/共106頁二蛋白中的DNA結(jié)合基序一、螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋模體（HTHmotif)這種模體包含有兩個(gè)螺旋，螺旋之間間隔有一個(gè)短的轉(zhuǎn)角，使兩個(gè)螺旋可通過疏水作用裝配起來。第一個(gè)螺旋穩(wěn)定并使第二個(gè)螺旋暴露出來，與DNA的大溝作用，而特異性地與堿基接觸，第二個(gè)螺旋仍被稱為識(shí)別螺旋(recognitionhelix)。在很多細(xì)菌的調(diào)節(jié)蛋白中有這種相同的模體存在，如Lac阻遏蛋白,Trp阻遏蛋白、分解代謝激活蛋白(CAP),阻遏蛋白-Cro,λ的CI蛋白，在酵母中涉及交配型的a1和a2蛋白。在高等真核中的Oct-1和Oct-2也屬于此類型；在果蠅早期胚胎發(fā)育中決定體節(jié)的一些基因如bicoid編碼的蛋白。第29頁/共106頁Lac阻遏蛋白第30頁/共106頁螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋鉸鏈區(qū)四聚體聚合區(qū)核心功能區(qū)1核心功能區(qū)2圖14-6Lac阻遏蛋白單體的結(jié)構(gòu)（轉(zhuǎn)引自Lewin,2000）Lac阻遏蛋白單體的結(jié)構(gòu)第31頁/共106頁第32頁/共106頁λ的CI蛋白第33頁/共106頁在二聚體的α-螺旋和DNA結(jié)合的模型中，α-螺旋-3單體位于DNA同一面的大溝中，而α-螺旋-2橫在此大溝上。

第34頁/共106頁識(shí)別螺旋順著DNA大溝排列第35頁/共106頁第36頁/共106頁分解代謝激活蛋白(CAP)第37頁/共106頁第38頁/共106頁第39頁/共106頁第40頁/共106頁CAP蛋白和DNA結(jié)合形成環(huán)，阻遏蛋白四聚體和操縱基因結(jié)合第41頁/共106頁Trp阻遏物識(shí)別螺旋與大溝垂直第42頁/共106頁同源異形結(jié)構(gòu)域（Homeodomains，HD）是一種編碼60aa的序列，長180bp，它存在于很多控制果蠅早期發(fā)育基因中，在高等生物中也發(fā)現(xiàn)了相關(guān)基序。

HD的C-端區(qū)域和原核阻遏蛋白的HTH同源，但也有幾點(diǎn)不同:（1）HD的C端由3個(gè)α-螺旋構(gòu)成，螺旋3結(jié)合于大溝，長17aa；而阻遏蛋白由5個(gè)α-螺旋構(gòu)成，螺旋3長僅9個(gè)aa；（2）原核的HTH的以二聚體形式與DNA結(jié)合，靶序列是回文結(jié)構(gòu)，而HD是以單體形式與DNA結(jié)合，靶序列不是回文結(jié)構(gòu)；（3）HDN-端的臂位于小溝，而HTH螺旋1的末端與DNA的背面接觸。

第43頁/共106頁第44頁/共106頁觸角足蛋白的同源結(jié)構(gòu)域第45頁/共106頁第46頁/共106頁P(yáng)OU轉(zhuǎn)錄因子第47頁/共106頁配對功能域（parieddomain）：果蠅和脊椎動(dòng)物的Pax-配對盒-轉(zhuǎn)錄因子含有兩個(gè)HTH模體。相關(guān)蛋白含有第二個(gè)HTH模體和一個(gè)與Hin重組酶同源的組件，一道組成了獨(dú)特的配對功能域(parieddomain)

高泳動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)域（HMGdomain):存在于染色體結(jié)構(gòu)蛋白和Sry等轉(zhuǎn)錄因子中?？珊蚫sDNA的小溝作用，實(shí)際上屬于與HTH蛋白不同的DNA結(jié)合蛋白家族。細(xì)菌HTH模體的特點(diǎn)（1）識(shí)別螺旋的N端負(fù)責(zé)結(jié)合DNA，同源結(jié)構(gòu)域識(shí)別螺旋的中部區(qū)域完成結(jié)合功能；（2）同源結(jié)構(gòu)域識(shí)別螺旋方向保守；（3）同源結(jié)構(gòu)域蛋白的二聚化。真核生物具有HTH模體的其他功能域第48頁/共106頁第49頁/共106頁第50頁/共106頁第51頁/共106頁HumanPAX-6parieddomainHumanSry-DNAcomplex第52頁/共106頁在包括蚯蚓、昆蟲和脊椎動(dòng)物在內(nèi)的五門動(dòng)物中，都存在一組控制眼功能發(fā)育的基因叫Pax-6（pairedboxgene成對框-6）。第53頁/共106頁第54頁/共106頁第55頁/共106頁第56頁/共106頁33.1733.13第57頁/共106頁第58頁/共106頁二、半胱氨酸-組氨酸鋅指1、鋅指結(jié)構(gòu)是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的真核細(xì)胞中同

DNA結(jié)合有關(guān)的結(jié)構(gòu)，在細(xì)菌中十分少見。2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有β發(fā)夾和一個(gè)相鄰的α螺旋。以一對半胱氨酸和一對組氨酸在12個(gè)氨基酸殘基組成的環(huán)中和鋅離子配位。環(huán)狀結(jié)構(gòu)核心序列保守（C-X2-4-C-X2-4-F-X5-L-X2-H-X3-4-H),突出于蛋白表面，頂端堿性殘基同DNA分子大溝作用。3、多個(gè)鋅指同DNA結(jié)合，有的鋅指作為隔離物，不同DNA

直接接觸。鋅指（zincfinger）基序第59頁/共106頁第60頁/共106頁第61頁/共106頁蛋白來源指結(jié)合的DNA靶功能TFⅢA哺乳動(dòng)物950bp5S基因5S基因轉(zhuǎn)錄因子SP1哺乳動(dòng)物310bpGCbox一般的轉(zhuǎn)錄因子ADR1酵母222bpADH2基因激活A(yù)DH基因Kruppel果蠅5?？胚的分節(jié)駝背基因產(chǎn)物果蠅4+2?？胚的分節(jié)帶有Cis/Hi鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子和DNA結(jié)合蛋白ADR1:釀酒酵母的轉(zhuǎn)錄激活蛋白，表達(dá)醇脫氫酶ADH2等所需的DNA結(jié)合蛋白第62頁/共106頁典型的鋅指蛋白有一組鋅指，單個(gè)的鋅指的保守序列是：Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X2-His,根據(jù)鋅結(jié)合位點(diǎn)的氨基酸又把鋅指分成為2Cys/2His和2cys/2cys兩類，前者為Ⅰ型，后者為Ⅱ型鋅指，Ⅰ型結(jié)構(gòu)“指”的本身由23aa組成，“指”與“指”之間通常由7-8aa連接。

第63頁/共106頁鋅指可形成--helix插入大溝，與其相連接的-sheet在另一側(cè)第64頁/共106頁糖皮質(zhì)激素和雌激素受體都有兩個(gè)“指”，每個(gè)指在Cys四分體的中央帶有一個(gè)鋅原子。兩個(gè)指形成α-螺旋，彼此折疊成一個(gè)大的球狀功能域。α-螺旋與螺旋相連的β折疊一道形成一個(gè)疏水中心。N-端螺旋的一側(cè)和DNA的大溝接觸，兩個(gè)糖皮質(zhì)激素受體形成二聚體和DNA結(jié)合，每個(gè)受體負(fù)責(zé)和連續(xù)的大溝接觸。每個(gè)“指”控制著受體的重要特點(diǎn)。圖表明在第一個(gè)“指”的右側(cè)控制DNA的結(jié)合，在第二指的左側(cè)控制著形成二聚體的能力。第65頁/共106頁ViewoftheLacrepressorDNAcomplex,asdeterminedbyX-raycrystallography.Heretherepressortetramerisshownbindingtotwooperators.Eachdimerbindstooneoperator.Theoperatorsare21basepairslonghereandareshownindarkandlightblue.Themonomersarecoloredgreen,pink,red,andyellow.Notehowtheamino-terminalheadpieceononemonomer(pink)crossestheothermonomer(green)tobindthefirstpartoftheoperator,whereasthesecondmonomerheadpiece(green)crossesovertobindthesecondpartoftheoperator.Thus,therecognitionhelixfromeachoftwosubunitsbindstotheconsecutivepartsofthesameoperator.第66頁/共106頁

爪蟾TFШA鋅指結(jié)構(gòu)域經(jīng)典的鋅指結(jié)構(gòu)第67頁/共106頁三、半胱氨酸鋅指1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：含鋅的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域只用半胱氨酸配位鋅2、核受體家族的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)（1）DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)為一個(gè)包含兩相互垂直α螺旋的球形結(jié)構(gòu)（2）以二聚體的形式結(jié)合DNA3、鋅雙核簇：酵母蛋白所特有，由6個(gè)半胱氨酸配位2個(gè)鋅原子，具有保守序列C-X2-C-X6-C-X6-C-X2-C-X6-C第68頁/共106頁表Cys2/Cys2型的調(diào)節(jié)蛋白蛋白大小指靶糖皮質(zhì)激素受體94,0002GRE中20bp雌激素受體66,0002ERE中20bpGAL4(酵母)99,0001UAS中17bp腺病毒E1A～30,0001?第69頁/共106頁

糖皮質(zhì)激素受體-DNA復(fù)合物第70頁/共106頁GAL-4的鋅雙合簇的結(jié)構(gòu)（左：前視圖；中：測視圖右：俯視圖（拉鏈作為二聚化結(jié)構(gòu)）第71頁/共106頁第72頁/共106頁四、堿性結(jié)合結(jié)構(gòu)域（bZIP及bHLH)

亮氨酸拉鏈（Leucineziipper）和螺旋-環(huán)-螺旋（HLH）1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：高度堿性的α螺旋作為同DNA的基本識(shí)別結(jié)構(gòu)，螺旋通常以二聚體的形式存在，二聚化結(jié)構(gòu)域一樣為DNA

結(jié)合所必需。2、結(jié)合機(jī)制：堿性結(jié)構(gòu)域在溶液中采用一種無序的部分螺旋結(jié)構(gòu)，當(dāng)同DNA結(jié)合時(shí)，這種結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化而誘導(dǎo)了典型α螺旋的形成。C-Jun和C-Fos蛋白的異二聚體的結(jié)合比它們同二聚體更為堅(jiān)固。Myc，C/EBP（結(jié)合CAATbox和SV40核心增強(qiáng)子的一種因子），AP1蛋白（異二聚體，結(jié)合于SV40的增強(qiáng)子）等都具有亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)。

第73頁/共106頁第74頁/共106頁第75頁/共106頁第76頁/共106頁第77頁/共106頁GCN4二聚體結(jié)構(gòu)小鼠Max蛋白第78頁/共106頁螺旋一環(huán)一螺旋

（HLH，helix-loop-helix）有一條含有兩個(gè)親水的α-螺旋,鏈長為40～50aa，兩個(gè)α-螺旋由很長的連接區(qū)（環(huán)）相連，螺旋的一側(cè)有疏水氨基酸，兩條鏈依賴疏水氨基酸的相互作用形成同二聚體或異二聚體，此螺旋區(qū)長約15～16aa，含有各種保守的殘基，連接環(huán)的長度不等，一般為12-28aa。與DNA結(jié)合的是堿性區(qū)，長為15aa，其中有6aa為堿性。在HLH中帶有堿性區(qū)的肽鏈稱為堿性HLH（bHLH，proteim）。第79頁/共106頁第80頁/共106頁bHLH又分為兩類：A類是可以廣泛表達(dá)的蛋白，包括哺乳動(dòng)物的E12/E47（可和免疫球蛋基因增強(qiáng)子中的元件結(jié)合）和果蠅da（daughterless,性別控制的總開關(guān)基因）的產(chǎn)物；B類是組織特異性表達(dá)的蛋白，包括哺乳動(dòng)物的MyoD(肌漿蛋白（myogen）基因的轉(zhuǎn)錄因子)和果蠅的AC-S（achaete-scute無剛無基因的產(chǎn)物）這種bHLH可能是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白，大部分以異二聚體形式存在。第81頁/共106頁類組蛋白結(jié)合模體五、1、核心組蛋白都有組蛋白折疊這樣一個(gè)保守的結(jié)構(gòu)，其包含兩個(gè)介導(dǎo)二聚化的螺旋-鏈-螺旋結(jié)構(gòu)2、許多轉(zhuǎn)錄因子于不同的核心組蛋白同源，如TAFs第82頁/共106頁類組蛋白結(jié)合模體

真核細(xì)胞的DNA分子可通過同組蛋白作用被包裝成核小體。在核小體的核心顆粒中包含有二個(gè)負(fù)超螺旋彎曲的DNA圍繞著一個(gè)組蛋白的八聚體。這個(gè)八聚體分別由同樣兩個(gè)核心組蛋白H2A,H2B及H3，H4組成。它們同DNA之間的相互作用涉及DNA中富含AT區(qū)域的小溝存在于組蛋白八聚體的表面并將其纏繞。第83頁/共106頁一級(jí)序列揭示：各組蛋白之間僅有很低的同源性(<20%)，但是它們具有一個(gè)保守的結(jié)構(gòu)，即組蛋白折疊(histonefold)，它包含著由二個(gè)介導(dǎo)二聚化的融合的螺旋－鏈－螺旋的結(jié)構(gòu)，組蛋白的連接子(如H1，H5)也在染色體的高度有序化中起作用。第84頁/共106頁六、其他DNA結(jié)合基序1、乳頭瘤病毒的E2蛋白包括4個(gè)β鏈和一個(gè)突出的α螺旋，二聚體形成β桶狀結(jié)構(gòu)2、通過β鏈識(shí)別（1）帶-螺旋-螺旋在MetJ,Are,Mnt中發(fā)現(xiàn)，通過β折疊同DNA識(shí)別；（2）TATA結(jié)合蛋白以反平行的β鏈同DNA結(jié)合，β鏈結(jié)合

DNA的小溝。呈C字型包圍DNA第85頁/共106頁E2蛋白第86頁/共106頁帶-螺旋-螺旋模體TBP結(jié)構(gòu)（上為前視圖；下為俯視圖）第87頁/共106頁3、TheRel家族Rel同源結(jié)構(gòu)域(RHB)包含由鉸鏈區(qū)連接的免疫球蛋白折疊。Rel蛋白有形成二聚化的傾向4、DNA加工酶中的結(jié)合模體催化合成和拓?fù)湫揎椀拿敢詼蠣罨颦h(huán)狀結(jié)構(gòu)圍繞DNA，限制性內(nèi)切酶傾向于使DNA發(fā)生劇烈扭曲第88頁/共106頁17.3蛋白中RNA結(jié)合模體一、RNP結(jié)構(gòu)域1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩種保守模體構(gòu)成更大結(jié)構(gòu)的一部分，大的結(jié)構(gòu)由4個(gè)β鏈和兩個(gè)α螺旋以β-α-β-β-α-β的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成,RNP1和RNP2模體位于一個(gè)四條β折疊的中心β

鏈處2、代表：U1A剪接體蛋白二、其他RNA結(jié)合模體1、雙鏈RNA-結(jié)合結(jié)構(gòu)域：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似于RNP結(jié)構(gòu)域，但同

RNA的特異性結(jié)合僅發(fā)生于第二個(gè)α螺旋和β折疊形成的裂縫中2、K同源結(jié)構(gòu)域3、其他第89頁/共106頁U1剪接體蛋白N-端RNP結(jié)構(gòu)域第90頁/共106頁

17.4蛋白，核酸結(jié)合的分子基礎(chǔ)一、核酸與蛋白的直接作用1、核酸蛋白直接作用的途徑（1）蛋白側(cè)鏈同堿基作用——序列特異性相互作用的主要形式；（2）蛋白主鏈同堿基作用；（3）蛋白側(cè)鏈同磷酸骨架的作用；（4）蛋白主鏈同磷酸骨架的作用。2、存在于蛋白和核酸相互作用中的非共價(jià)相互作用：氫鍵、范德華力、疏水作用、靜電作用及靜電鏈、核酸自身的氫鍵、堿基堆積作用和蛋白氨基酸殘基之間的吸引和排斥二、水在核酸蛋白相互作用中的作用1、負(fù)責(zé)結(jié)合反應(yīng)的親和力和特異性2、流動(dòng)性增加了蛋白結(jié)合對接觸面突變的適應(yīng)性第91頁/共106頁三、核酸結(jié)構(gòu)的蛋白調(diào)節(jié)1、蛋白通過熔解堿基對，減小或增大彎折或螺旋來改變

DNA的結(jié)構(gòu)。2、限制性內(nèi)切酶造成最劇烈的扭曲和扭結(jié)3、DNA的柔性在轉(zhuǎn)錄和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)形成中也有重要的作用四、二聚化和協(xié)同性1、二聚化的目的（1）通過增大結(jié)合蛋白的大小，增大接觸面和堿基識(shí)別的數(shù)量；（2）通過增大蛋白同DNA結(jié)合的接觸面，增加結(jié)合的穩(wěn)定性；（3）通過可循環(huán)的蛋白與蛋白作用，增加作用的親和力。2、二聚化的優(yōu)點(diǎn)：通過形成異二聚體增加識(shí)別靶位點(diǎn)的范圍，同時(shí)在調(diào)控中可使用非活性單體增加蛋白作用的多樣性

第92頁/共106頁3、二聚化對于bZIP和bHLH蛋白家族成員的作用（1）功能的多樣性可由選擇性的二聚化產(chǎn)生，如c-Fos和

c-Jun蛋白（2）調(diào)節(jié)的多樣性可由選擇性的二聚化產(chǎn)生，如MyoD1,

成肌素，Myf-5和MRF-4的活性調(diào)節(jié)第93頁/共106頁

17.5序列特異性結(jié)合一、蛋白識(shí)別的DNA序列1、直接解讀：涉及大溝或小溝處蛋白和堿基之間的相互作用，蛋白直接識(shí)別堿基。2、非直接解讀：涉及蛋白和糖、磷酸骨架之間的相互作用，蛋白識(shí)別那些造成整個(gè)DNA特殊構(gòu)象的序列。二、DNA中的分子信號(hào):DNA堿基中由一種隱藏在鍵模式中的信號(hào)。在大溝處，成鍵基團(tuán)模式對于每個(gè)堿基對是唯一的，因而在大溝出可以進(jìn)行明確的序列解讀；而在小溝處，成鍵模式是簡并的，僅存在A/T和G/C之間的區(qū)別三、解讀蛋白中的氨基酸1、結(jié)構(gòu)域交換：在不同的蛋白中進(jìn)行DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域的交換2、部分結(jié)構(gòu)域交換：可鑒定出DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域中控制序列特異性的某些特定區(qū)域第94頁/共106頁大溝側(cè)小溝側(cè)第95頁/共106頁大溝側(cè)小溝側(cè)第96頁/共106頁3、結(jié)構(gòu)分析：通過X射線和NMR對蛋白-DNA復(fù)合體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以在原子分辨水平上確定分子內(nèi)鍵的空間排列四、假定的鋅指蛋白DNA識(shí)別密碼1、一般而言，沒有一套普遍的密碼適用于所有序列特異性蛋白和DNA的相互作用2、對于一些Cys2His2鋅指蛋白而言，它們同DNA的作用特點(diǎn)簡單，總是幾個(gè)同樣的氨基酸鏈同堿基作用，如Zif2683、Zif268中的保守序列：Pro1(Tyr/Phe)2XCys4XXCys7XXXPhe11XX13XX15X16Leu17XX19His20XXXHis24第97頁/共106頁StructureofthefirstzincfingerofZif268.Residues13,15,16and19areimplicatedinDNArecognition,inthiscasethebasetripletGCG.Thezincionisinthelowerrightportionofthestructureandischelatedbytwocysteinesandtwohistidines.第98頁/共106頁五、序列特異性的RNA識(shí)別1、RNA在細(xì)胞中作用的多樣化造成RNA-蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)的多樣化2、氨基酰-tRNA合成酶同底物作用的方式第99頁/共106頁I類tRNA合成酶與tRNA受體莖的小溝和反密碼子