第十一章真核生物的基因表達(dá)調(diào)控1.真核基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)2.DNA染色體水平的調(diào)控3.真核基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控4.翻譯水平的調(diào)節(jié)因素及其調(diào)節(jié)

真核生物基因表達(dá)的調(diào)控是當(dāng)前分子生物學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域之一。人們已經(jīng)能夠利用許多過去不曾具備的先進(jìn)儀器設(shè)備等手段來研究許多分子生物學(xué)方面的重大問題，使我們能從分子水平上認(rèn)識(shí)許多復(fù)雜的基因表達(dá)過程。11.1真核基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)

真核基因表達(dá)調(diào)控的許多基本原理與原核生物基因(以下稱原核基因)相同。主要表現(xiàn)在：①與原核基因的調(diào)控一樣，真核基因表達(dá)調(diào)控也有轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，并且也以轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控為最重要；②在真核結(jié)構(gòu)基因的上游和下游(甚至內(nèi)部)也存在著許多特異的調(diào)控成分，并依靠特異蛋白因子與這些調(diào)控成分的結(jié)合與否調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。

真核生物和原核生物在基因表達(dá)調(diào)控上的區(qū)別是由兩者生活方式的不同所決定的。在真核基因表達(dá)調(diào)控中至少有4個(gè)方面與原核基因表達(dá)調(diào)控不同：①原核細(xì)胞的染色質(zhì)是裸露的DNA，而真核細(xì)胞染色質(zhì)則是由DNA與組蛋白緊密結(jié)合形成的核小體。在原核細(xì)胞中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)基因的表達(dá)沒有明顯的調(diào)控作用，而在真核細(xì)胞中這種作用十分明顯；②在原核基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控中，既有激活物參與的正調(diào)控，也有阻遏物參與的負(fù)調(diào)控，二者同等重要。真核細(xì)胞中雖然也有正調(diào)控成分和負(fù)調(diào)控成分，但主要是正調(diào)控，且一個(gè)真核基因通常有多個(gè)調(diào)控序列，必須有多個(gè)激活物同時(shí)特異地結(jié)合上去才能調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。③原核基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯通常是相互偶聯(lián)的，即在轉(zhuǎn)錄尚未完成之前翻譯便已開始。真核基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯在時(shí)空上是分開的，從而使真核基因的表達(dá)有多種調(diào)控機(jī)制，其中許多機(jī)制是原核細(xì)胞所沒有的；④真核生物大都為多細(xì)胞生物，在個(gè)體發(fā)育過程中發(fā)生細(xì)胞分化后，不同細(xì)胞的功能不同，基因表達(dá)的情況也就不一樣，某些基因僅特異地在某種細(xì)胞中表達(dá)，稱為細(xì)胞特異性或組織特異性表達(dá)，因而具有調(diào)控這種特異性表達(dá)的機(jī)制。11.2DNA染色體水平的調(diào)控

每個(gè)真核細(xì)胞所攜帶的基因數(shù)量及總基因組中蘊(yùn)藏的遺傳信息量都大大高于原核生物。。基因組DNA中基因之間存在許多重復(fù)序列、基因內(nèi)部有大量不編碼蛋白質(zhì)的序列、真核生物的DNA常與蛋白質(zhì)(包括組蛋白和非組蛋白)結(jié)合形成十分復(fù)雜的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)構(gòu)象的變化、染色質(zhì)中蛋白質(zhì)的變化以及染色質(zhì)對(duì)DNA酶敏感程度的不同等，都直接影響著真核基因的表達(dá)調(diào)控。

真核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控在DNA和染色體水平上主要有以下幾個(gè)方面：染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)、DNA在染色體上的位置、基因拷貝數(shù)的變化、基因重組、基因擴(kuò)增、基因丟失、基因重排、DNA修飾等。11.2.1染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)

在間期細(xì)胞中以核小體為基本單位的染色質(zhì)是真核基因組DNA的主要存在方式。DNA盤繞組蛋自核心形成核小體，妨礙了與轉(zhuǎn)錄因子及RNA聚合酶的靠近和結(jié)合。使基因的活性受到抑制。

但這種作用可以通過改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的一系列重要變化可以暴露順式作用元件及其鄰近區(qū)域，使轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄。DNA（2nm）核小體(10nm）一級(jí)結(jié)構(gòu)螺旋管（30nm，6個(gè)核小體）二級(jí)結(jié)構(gòu)超螺旋管（0.4μm）三級(jí)結(jié)構(gòu)染色單體（2μm）四級(jí)結(jié)構(gòu)

細(xì)胞內(nèi)的染色質(zhì)分為活性的和非活性的染色質(zhì)，絕大多數(shù)細(xì)胞在特定階段只有不到10％的基因具有轉(zhuǎn)錄活性，多數(shù)基因處于非活性狀態(tài)?；钚匀旧|(zhì)區(qū)域結(jié)構(gòu)疏松，便于結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子并有利于RNA聚合酶沿模板的滑動(dòng)。在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)及某些特殊區(qū)域，核小體構(gòu)象的變化更為明顯。

DNaseI、II和微球菌核酸酶等非特異性內(nèi)切酶可用于檢測(cè)核小體構(gòu)象的變化。染色質(zhì)能被DNaseI降解為酸溶性小片段，但由于核小體結(jié)構(gòu)的保護(hù)，其對(duì)酶的攻擊仍具有一定的耐受性，敏感區(qū)僅相當(dāng)于染色質(zhì)全長的1/10。當(dāng)用極低濃度的DNaseI處理染色質(zhì)時(shí)，切割首先發(fā)生在少數(shù)特異性位點(diǎn)，其敏感性超出其他區(qū)域100倍以上，稱為超敏感位點(diǎn)(hypersemitiveske)。

DNaseI超敏感位點(diǎn)(100~200bp)的存在是活性染色質(zhì)的重要特征，具有組織特異性，并同基因的表達(dá)密切相關(guān)。每個(gè)活躍表達(dá)的基因都有一個(gè)或幾個(gè)超敏感位點(diǎn)。大部分位于5′端啟動(dòng)子區(qū)域，少數(shù)位于轉(zhuǎn)錄單位下游，為RNA聚合酶、轉(zhuǎn)錄因子或其他調(diào)節(jié)蛋白提供結(jié)合位點(diǎn)。

在啟動(dòng)子區(qū)域，核小體的存在能抑制轉(zhuǎn)錄起始，以至于組蛋白長期被認(rèn)為是一個(gè)轉(zhuǎn)錄抑制因子。由于結(jié)合了組蛋白，真核細(xì)胞的染色質(zhì)從整體上被限制在非活性狀態(tài)，只有解除了對(duì)轉(zhuǎn)錄模板的抑制它才能得到表達(dá)。染色質(zhì)是否處于活化狀態(tài)是決定RNA聚合酶能否行使功能的關(guān)鍵。

原核基因:細(xì)菌細(xì)胞中僅需要改變激活蛋白和抑制蛋白的比例，便能隨時(shí)調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。真核生物:以往基因表達(dá)調(diào)控的研究側(cè)重于對(duì)順式作用元件與反式作用因子及其之間的相互作用，但近年來許多證據(jù)表明，染色質(zhì)和核小體構(gòu)型的改變?cè)谵D(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中也扮演重要的角色。

占先模型(pre-emptivemodel)可以解釋轉(zhuǎn)錄時(shí)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。該模型認(rèn)為基因能否轉(zhuǎn)錄取決于特定位置上組蛋白和轉(zhuǎn)錄因子之間的不可逆競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合。

要阻止核小體形成，則必須保持轉(zhuǎn)錄因子同DNA的持續(xù)結(jié)合。盡管該模型揭示了轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合對(duì)核小體結(jié)構(gòu)的影響，但這種簡(jiǎn)單的占先原則并不能很好的反映體內(nèi)的實(shí)際情況。

動(dòng)態(tài)模型(dynamicmodel)則較好地解決了上述問題，并不斷被新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。該模型認(rèn)為轉(zhuǎn)錄因子與組蛋白處于動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)之中，基因轉(zhuǎn)錄前染色質(zhì)必須經(jīng)歷結(jié)構(gòu)上的改變，即轉(zhuǎn)換核小體中的全部或部分成分并重新組裝，這個(gè)耗能的基因活化過程稱為染色質(zhì)重構(gòu)(chromatinremodeling)。

細(xì)胞內(nèi)的多種蛋白質(zhì)因子都能參與染色質(zhì)的重構(gòu)，通過改變核小體中DNA-蛋白質(zhì)的相互作用重建核小體構(gòu)型，影響轉(zhuǎn)錄的起始或延伸。它們分別組成不同的重構(gòu)復(fù)合體，一般都包含多個(gè)與蛋白質(zhì)或DNA相互作用的亞基。11.2.2組蛋白的修飾

各種核心組蛋白都可能被乙?；?，其中H3和H4上分布著乙酰化的主要位點(diǎn)。組蛋白的乙?；c基因表達(dá)水平密切相關(guān)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，高乙?；腔钚匀旧|(zhì)的標(biāo)志之一，而低乙?；０殡S著轉(zhuǎn)錄沉默而失活,X染色體中H4組蛋白則完全不被乙酰化。此外DNA復(fù)制過程也伴隨有組蛋白的乙酰化。

組蛋白H1能通過維持染色質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)從而對(duì)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行抑制。磷酸化后的組蛋白H1與DNA的親和力下降，造成染色質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，直接影響其活性。11.2.3DNA甲基化與轉(zhuǎn)錄抑制

動(dòng)物基因組DNA中約有2％～7％的胞嘧啶是被甲基化修飾的，形成5-甲基胞嘧啶(mC)，幾乎所有的mC與其3′的鳥嘌呤以5′mCpG3′的形式存在，可占全部CpG的50％～

70％。當(dāng)兩條鏈上的胞嘧啶都被甲基化時(shí)稱完全甲基化。復(fù)制剛完成時(shí)，子鏈上的C呈非甲基化狀態(tài)，稱為半甲基化，隨著子鏈中的C被甲基化為mC，半甲基化位點(diǎn)逐漸形成全甲基化狀態(tài)。CpG在DNA中的含量差異較大，在某些基因上游的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)及其附近，存在著CG島(CG-richisland)，長達(dá)1~2kb。DNA的甲基化是一個(gè)動(dòng)態(tài)修飾過程.3種酶共同控制著甲基化程度:甲基化酶催化甲基與胞嘧淀的共價(jià)結(jié)合,(構(gòu)建性甲基化酶和維持性甲基化酶)去甲基化酶則負(fù)責(zé)去除甲基.

構(gòu)建性甲基化酶可對(duì)非甲基化的CpG位點(diǎn)進(jìn)行甲基化修飾；維持性甲基化酶可在甲基化的DNA模板鏈指導(dǎo)下，使其互補(bǔ)鏈中對(duì)應(yīng)位置上的CpG發(fā)生甲基化，從而使其子代細(xì)胞中具備親代的甲基化狀態(tài)。

甲基化的生物學(xué)效應(yīng)依賴于各mCpG結(jié)合蛋白，其中MeCPl和MeCP2是介導(dǎo)甲基化對(duì)轉(zhuǎn)錄抑制作用主要的結(jié)合蛋白，缺乏這些蛋白時(shí)不能有效阻遏基因的活化。

基因組印記(genomicimprinting)是DNA甲基化影響基因表達(dá)的例證。哺乳動(dòng)物某些等位基因性狀的表達(dá)將由于基因的來源不同而呈現(xiàn)差異，甚至只表達(dá)單一親系來源(父源或母源)的基因版本，猶如基因被打上了親代的印記。

基因組印記是一個(gè)可逆的過程，帶有親代基因組印記的子代個(gè)體，其自身產(chǎn)生的配子會(huì)因?yàn)橹匦滦揎椂杏∮洸a(chǎn)生新的印記。

異染色質(zhì)化能在更大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)真核基因的表達(dá)，致使連鎖在一起的大量基因同時(shí)喪失轉(zhuǎn)錄活性，從而起到遺傳平衡的作用。

人和多數(shù)哺乳動(dòng)物雌性體細(xì)胞中的兩條X染色體，在胚胎早期(如l～16d的人胚)均為常染色質(zhì)狀態(tài)，隨后其中一條X染色體將隨機(jī)出現(xiàn)異染色質(zhì)化而失活，只允許另一條染色體上的基因活動(dòng)。

異染色質(zhì)化的組蛋白N-末端區(qū)域的乙酰化水平很低。11.2.4核基質(zhì)與基因活化

在真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，除核被膜、核纖絲、核仁和染色質(zhì)之外，還存在著一個(gè)以蛋白質(zhì)為主的網(wǎng)狀系統(tǒng)，即核基質(zhì)(核骨架)。主要有非組蛋白和高分子量RNA組成。

核基質(zhì)纖維直徑3～30nm，主要成分包括DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ、核基質(zhì)蛋白以及多種DNA結(jié)合蛋白，并含有少量RNA。11.3真核基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)控制

在基因表達(dá)調(diào)控的眾多過程中，轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控最為重要，而轉(zhuǎn)錄調(diào)控又以轉(zhuǎn)錄的起始為關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。11.3.1真核與原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的區(qū)別

真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)與原核生物相比，有相似之處，但也有明顯差異。主要區(qū)別為：

①原核生物功能相關(guān)的基因常組織在一起構(gòu)成操縱子，作為基因表達(dá)和調(diào)節(jié)的單元；真核生物基因不組成操縱子，每個(gè)基因都有其自身的基本啟動(dòng)子和調(diào)節(jié)元件，單獨(dú)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄；②原核生物的調(diào)節(jié)元件種類較少，主要包括上游的啟動(dòng)區(qū)域調(diào)控元件和激活蛋白(activator)以及阻遏蛋白(repressor)的結(jié)合位點(diǎn)；真核生物的調(diào)節(jié)元件種類很多，包括上游調(diào)節(jié)元件，如組成型元件、可誘導(dǎo)元件、應(yīng)答元件、增強(qiáng)子和沉默子以及反式作用因子如激活因子、阻遏因子等。③無論是原核還是真核生物，其轉(zhuǎn)錄都受反式調(diào)節(jié)因子(轉(zhuǎn)錄激活因子或抑制因子)的調(diào)節(jié)。這類調(diào)節(jié)可在兩個(gè)水平上進(jìn)行：一是通過調(diào)節(jié)因子的生物合成(即對(duì)其種類和數(shù)量的調(diào)節(jié))，其過程緩慢而持續(xù)，主要涉及到細(xì)胞的分化等；二是通過對(duì)它們進(jìn)行構(gòu)象轉(zhuǎn)變或共價(jià)修飾(即對(duì)其活性的調(diào)節(jié))。④真核生物具有染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，基因活化首先需要改變?nèi)旧|(zhì)的狀態(tài)，使轉(zhuǎn)錄因子能夠接觸并作用于啟動(dòng)子，稱此過程為染色質(zhì)改型(chromatinremodeling)。染色質(zhì)水平的調(diào)節(jié)主要涉及真核生物發(fā)育與細(xì)胞分化等調(diào)節(jié)。

圖11-1顯示了原核與真核生物轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游區(qū)的結(jié)構(gòu)。圖11-2給出了真核生物基因的一般結(jié)構(gòu)。1.3.2真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的順式作用元件

(1)順反子的概念(2)啟動(dòng)子(promoter)(3)增強(qiáng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響(4)絕緣子(insulator)(5)Britten-Davidson模型(1)順反子的概念(2)啟動(dòng)子(promoter)

(3)增強(qiáng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響

增強(qiáng)子是指能使基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。增強(qiáng)子主要存在于真核生物基因組中。最早發(fā)現(xiàn)的SV40增強(qiáng)子位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上游約200bp處的超敏感位點(diǎn)，含有兩個(gè)正向重復(fù)的72bp序列。作為基因表達(dá)的重要順式調(diào)控元件，它能極大促進(jìn)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性。其作用有幾個(gè)明顯特點(diǎn)：①增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄效應(yīng)十分明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加10～200倍，有的可以增加上千倍；②能以很遠(yuǎn)距離(數(shù)千個(gè)核苷酸以外)對(duì)啟動(dòng)子產(chǎn)生影響；③其功能與序列的取向無關(guān)，不論增強(qiáng)子以什么方向排列，甚至在基因的下游，均表現(xiàn)出增強(qiáng)效應(yīng)；④大多為重復(fù)序列，一般長約50bp，適合與某些蛋白因子結(jié)合。其內(nèi)部常含有一個(gè)核心序列：(G)TGGA/TA/TA/T(G)；⑤其增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性，說明只有特定的蛋白質(zhì)(轉(zhuǎn)錄因子)參與才能發(fā)揮其功能；⑥沒有基因?qū)Ｒ恍?，可在不同的基因組合上表現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng)；⑦許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控，如金屬硫蛋白的基因啟動(dòng)區(qū)上游所帶的增強(qiáng)子，就可以對(duì)環(huán)境中的鋅、鎘濃度做出反應(yīng)；⑧沒有生物種屬的特異性，其作用受到細(xì)胞發(fā)育和分化的影響。重組實(shí)驗(yàn)證明，如果把SV40增強(qiáng)子上的兩個(gè)72bp重復(fù)序列同時(shí)去除?；虮磉_(dá)的水平會(huì)明顯降低。但其中一個(gè)重復(fù)序列去除時(shí)，則基因正常轉(zhuǎn)錄。如果將人β血紅蛋白基因克隆到帶有72bp重復(fù)序列的DNA上，這個(gè)基因在體內(nèi)的表達(dá)水平提高200倍以上，即使72bp序列位于該基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游3kb或下游2.5kb處，仍不例外。

有兩種假說可以解釋增強(qiáng)子的作用機(jī)理。

一是增強(qiáng)子能為轉(zhuǎn)錄因子提供進(jìn)入啟動(dòng)子區(qū)的位點(diǎn)。

第二種假說認(rèn)為，增強(qiáng)子能改變?nèi)旧|(zhì)的構(gòu)象。(4)絕緣子(insulator)

絕緣子(insulator)是近年發(fā)現(xiàn)的一類特殊順式作用元件，它不同于增強(qiáng)子，其功能是阻止激活或阻遏作用在染色質(zhì)上的傳遞，使染色質(zhì)的活性限定于結(jié)構(gòu)域之內(nèi)。如果將—個(gè)絕緣子置于增強(qiáng)子和啟動(dòng)子之間，它能阻止增強(qiáng)子對(duì)啟動(dòng)子的激活。

另一方面，如果一個(gè)絕緣子在活性基因和異染色質(zhì)之間，則它可保護(hù)該基因免受異染色質(zhì)化而失活。這些性質(zhì)說明絕緣子可能影響染色質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)。(5)Britten-Davidson模型

1969年，Britten和Davidson提出了真核生物單拷貝基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的模型。認(rèn)為在整合基因的5′端連接著一段具有高度專一性的DNA序列，稱為傳感基因(Sensorgene)，當(dāng)它和某種信號(hào)分子(如激素或激素蛋白復(fù)合物)相互作用時(shí)，激活了整合基因的表達(dá)，產(chǎn)生具有生物活性的RNA或蛋白質(zhì)分子；當(dāng)整合基因的表達(dá)產(chǎn)物和受體基因(receptorgene)相互作用時(shí)，就啟動(dòng)了結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。

如果許多結(jié)構(gòu)基因的鄰近位置上同時(shí)具有相同的受體基因，則這些基因?qū)⑹艿侥骋环N激活因子的控制而表達(dá)，這些基因就歸屬到一個(gè)組。如果有幾個(gè)不同的受體基因與—個(gè)結(jié)構(gòu)基因相鄰接，它們能被不同的因子所激活，那么這個(gè)結(jié)構(gòu)基因就會(huì)在不同的情況下表達(dá)。

如果一個(gè)傳感基因可以控制幾個(gè)整合基因，則一種信號(hào)分子就可以通過一個(gè)相應(yīng)的傳感基因激活幾個(gè)組中的基因。因此，可以把一個(gè)傳感基因所控制的全部基因歸屬為—套。如果一種整合基因重復(fù)出現(xiàn)在不同的套中，則同一組基因也可以分屬于不同的套。11.3.3基因的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄及其調(diào)節(jié)

參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的蛋白因子有3類:基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子(通用轉(zhuǎn)錄因子):廣泛分布于各種細(xì)胞類型,與核心啟動(dòng)子結(jié)合;上游因子:與上游啟動(dòng)子序列結(jié)合,提高轉(zhuǎn)錄水平;可誘導(dǎo)因子:其識(shí)別序列稱為應(yīng)答元件.

基因的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄是指由核心啟動(dòng)子與通用轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后起始的轉(zhuǎn)錄過程。只含有通用轉(zhuǎn)錄因子和上游因子識(shí)別序列的啟動(dòng)子可在各種細(xì)胞類型中都發(fā)揮作用，由它所控制的基因呈組成型表達(dá)，用以合成細(xì)胞所必需的各種成分，又稱為管家基因(house-keepinggene)。11.3.4反式作用因子的結(jié)構(gòu)與功能反式作用因子：是指遠(yuǎn)離受影響的基因之外的基因所編碼的產(chǎn)物，又稱為轉(zhuǎn)錄因子。它有非特異性和特異性之分。

反式作用因子有三個(gè)結(jié)構(gòu)域，即DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域、轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域和二聚化結(jié)構(gòu)域。許多轉(zhuǎn)錄因子含有介導(dǎo)蛋白質(zhì)二聚化的位點(diǎn)，二聚體的形成對(duì)它們行使功能具有重要意義。(1)螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)基序

(helix-turn-helix，HTH)

螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)由兩段α螺旋及連接它們的β轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)組成，一般長約20個(gè)AA殘基，由其中靠近C端的一段螺旋與DNA大溝中的堿基直接接觸，該螺旋稱為識(shí)別α螺旋，另一段螺旋沒有特異性，與DNA骨架相接觸(圖11-4)。螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix)(2)鋅指結(jié)構(gòu)基序(zincfinger，ZF)

這類結(jié)構(gòu)主要見于真核生物的調(diào)節(jié)因子。非洲爪蟾由RNA聚合酶III催化的5SrRNA基因轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子TFMA，是由344個(gè)AA組成的第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的鋅指蛋白。鋅指結(jié)構(gòu)(zincfingermotif)(3)螺旋一突環(huán)一螺旋結(jié)構(gòu)基序

(helix-loop-helix,HLH)

螺旋-突環(huán)-螺旋型DNA結(jié)合蛋白是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型DNA結(jié)合蛋白。由40~50個(gè)AA殘基形成兩個(gè)兩性的α螺旋，中間由長約9～20個(gè)氨基酸殘基間隔的可變連接區(qū)(突環(huán))，通過兼性的螺旋疏水面相互作用形成二聚體。螺旋-環(huán)-螺旋

(4)亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)基序

(1eucinezipper，ZIP)

亮氨酸拉鏈最初是通過比較酵母轉(zhuǎn)錄激活因子GCN4、哺乳動(dòng)物轉(zhuǎn)錄因子C/EBP(CAAT區(qū)及SV40增強(qiáng)子核心序列結(jié)合蛋白)以及癌基因產(chǎn)物Fos、Jun和Myc的AA序列時(shí)被發(fā)現(xiàn)的。亮氨酸拉鏈中α-螺旋的突出特點(diǎn)是每隔7個(gè)AA殘基出現(xiàn)一個(gè)leu。亮氨酸拉鏈(leucinezipper)(5)調(diào)控蛋白對(duì)特異DNA序列的識(shí)別

特異性DNA序列表面(一般是與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合的面)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合的分子基礎(chǔ)之一。為能進(jìn)行特異性結(jié)合，調(diào)控蛋白能夠區(qū)分那些它將與之特異結(jié)合的DNA序列與非特異序列。

調(diào)控蛋白與DNA能在DNA的小溝處接觸，但這里形成氫鍵的花式不易于將不同的堿基區(qū)分開。調(diào)控蛋白與DNA結(jié)合時(shí)主