1、TBP: TATA-binding protein TAFs: TBP-associated factors TFIID protects a region extending farther upstream TFIIA activates TBP by relieving the repression that is caused by the TAFs TFIIB binds adjacent to TBP and TATA box TFIIF consists of two subunits. The larger subunit has an ATP-dependent DNA he

2、licase activity and the small one contacts the core polymerase. TFIIE and TFIIH are required for promoter clearance to allow RNA polymerase to commence movement away from the promoter.,TFIID,TFIIH has several activities, including an ATPase, a helicase, and a kinase activity that can phosphorylate t

3、he CTD tail of RNA polymerase II; it is also involved in repair of damage to DNA.,Phosphorylation of the CTD by the kinase activity of TFIIH may be needed to release RNA polymerase to start transcription.,表 RNA聚合酶的基本轉(zhuǎn)錄因子,TFF,A,B,由RNA-Pol ,H,E,TBP,TAF,TFD-A-B-DNA復(fù)合物,TATA,A,B,TBP,TAF,TATA,H,E,真核基因轉(zhuǎn)錄水平

4、的調(diào)控,真核細(xì)胞的三種RNA聚合酶（、和）中，只有RNA聚合酶能轉(zhuǎn)錄生成mRNA，以下主要討論RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。,1. 順式作用元件(cis-acting elements),真核基因的順式調(diào)控元件是基因周?chē)芘c特異轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而影響轉(zhuǎn)錄的DNA序列。其中主要是起正調(diào)控作用的順式作用元件，包括啟動(dòng)子(promoter)、增強(qiáng)子(enhancer)；近年又發(fā)現(xiàn)起負(fù)調(diào)控作用的元件沉默子(silencer)。,1).啟動(dòng)子(promoter),與原核啟動(dòng)子的含義相同，是指RNA聚合酶結(jié)合并起動(dòng)轉(zhuǎn)錄的DNA序列，但真核不同啟動(dòng)子間不像原核那樣有明顯共同一致的序列，而且單靠RNA聚合酶難以結(jié)合DN

5、A而起動(dòng)轉(zhuǎn)錄，而是需要多種蛋白質(zhì)因子的相互協(xié)調(diào)作用，不同蛋白質(zhì)因子又能與不同DNA序列相互作用，不同基因轉(zhuǎn)錄起始及其調(diào)控所需的蛋白因子也完全相同，因而不同啟動(dòng)子序列也很不相同，要比原核更復(fù)雜、序列也更長(zhǎng)。,真核啟動(dòng)子一般包括轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)及其上游約100-200bp序列，包含有若干具有獨(dú)立功能的DNA序列元件，每個(gè)元件約長(zhǎng)7-30bp。最常見(jiàn)的哺乳類(lèi)RNA聚合酶啟動(dòng)子中的元件序列見(jiàn)下表 。,表 哺乳類(lèi)RNA聚合酶啟動(dòng)子中常見(jiàn)的元件,啟動(dòng)子中的元件可以分為兩種: 核心啟動(dòng)子元件(core promoter element) 指RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄所必需的最小的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)及其上游-25

6、/-30bp處的TATA盒。核心元件單獨(dú)起作用時(shí)只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。,上游啟動(dòng)子元件(upstream promoter elements) 包括通常位于-70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)更遠(yuǎn)的上游元件。這些元件與相應(yīng)的蛋白因子結(jié)合能提高或改變轉(zhuǎn)錄效率。不同基因具有不同的上游啟動(dòng)子元件組成，其位置也不相同，就使得不同的基因表達(dá)分別有不同的調(diào)控。,2). 增強(qiáng)子(enhancer),是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)約200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高100倍，其后在多種真核生物、甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)子。

7、增強(qiáng)子通常占100-200bp長(zhǎng)度，也和啟動(dòng)子一樣由若干組件構(gòu)成，其基本核心組件常為8-12bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。增強(qiáng)子的作用有以下特點(diǎn)：,增強(qiáng)子提高同一條DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，可以遠(yuǎn)距離起作用，通?？删嚯x1-4kb、個(gè)別情況下離開(kāi)所調(diào)控的基因30kb仍能發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。 增強(qiáng)子的作用與其序列的正反方向無(wú)關(guān)，將增強(qiáng)子方向倒置依然能起作用。而將啟動(dòng)子倒置就不能起作用，可見(jiàn)增強(qiáng)子與啟動(dòng)子是很不相同的。,增強(qiáng)子要有啟動(dòng)子才能發(fā)揮作用，沒(méi)有啟動(dòng)子存在，增強(qiáng)子不能表現(xiàn)活性。但增強(qiáng)子對(duì)啟動(dòng)子沒(méi)有嚴(yán)格的專(zhuān)一性，同一增強(qiáng)子可以影響不同類(lèi)型啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。例如當(dāng)含有增

8、強(qiáng)子的病毒基因組整合入宿主細(xì)胞基因組時(shí)，可能夠增強(qiáng)整合區(qū)附近宿主某些基因的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)增強(qiáng)子隨某些染色體段落移位時(shí)，也能提高移到的新位置周?chē)虻霓D(zhuǎn)錄。使某些癌基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)增強(qiáng)，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。,增強(qiáng)子的作用機(jī)理雖然還不明確，但與其他順式調(diào)控元件一樣，必須與特定的蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用。增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性，許多增強(qiáng)子只在某些細(xì)胞或組織中表現(xiàn)活性，是由這些細(xì)胞或組織中具有特異性蛋白質(zhì)因子所決定的。,3). 沉默子(silencer),最早在酵母中發(fā)現(xiàn)，以后在T淋巴細(xì)胞的T抗原受體基因的轉(zhuǎn)錄和重排中證實(shí)這種負(fù)調(diào)控順式元件的存在。目前對(duì)這種在基因轉(zhuǎn)錄降低或關(guān)閉中起作

9、用的序列研究還不多，但從已有的例子看到：沉默子的作用可不受序列方向的影響，也能遠(yuǎn)距離發(fā)揮作用，并可對(duì)異源基因的表達(dá)起作用。,2 反式作用因子,1. 轉(zhuǎn)錄（調(diào)節(jié)）因子分類(lèi)（按功能特性）,* 基本轉(zhuǎn)錄因子(general transcription factors),是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必需的一組蛋白因子，決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄的類(lèi)別。,* 特異轉(zhuǎn)錄因子(special transcription factors),為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因的時(shí)間、空間特異性表達(dá)。,轉(zhuǎn)錄激活因子:增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(EBP),轉(zhuǎn)錄抑制因子:沉默子結(jié)合蛋白,以反式作用影響轉(zhuǎn)錄的因

10、子可統(tǒng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子（transcription factors，TF）。在真核細(xì)胞中RNA聚合酶通常不能單獨(dú)發(fā)揮轉(zhuǎn)錄作用，而需要與其他轉(zhuǎn)錄因子共同協(xié)作。與RNA聚合酶、相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子分別稱(chēng)為T(mén)F、TF、TF，對(duì)TF研究最多。下表列出對(duì)真核基因轉(zhuǎn)錄需要基本的TF。,表 RNA聚合酶的基本轉(zhuǎn)錄因子,以前認(rèn)為與TATA盒結(jié)合的蛋白因子是TF-D，后來(lái)發(fā)現(xiàn)TF-D實(shí)際包括兩類(lèi)成分：與TATA盒結(jié)合的蛋白是TBP（TATAbox binding protein），是唯一能識(shí)別TATA盒并與其結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子，是三種RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄時(shí)都需要的；其他稱(chēng)為T(mén)BP相關(guān)因子TAF（TBP-associated fa

11、ctors），至少包括8種能與TBP緊密結(jié)合的因子。,作為蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄因子從功能上分析其結(jié)構(gòu)可包含有不同區(qū)域：DNA結(jié)合域（DNA binding domain），多由60-100個(gè)氨基酸殘基組成的幾個(gè)亞區(qū)組成；轉(zhuǎn)錄激活域（activating domain），常由30-100氨基酸殘基組成，這結(jié)構(gòu)域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同種類(lèi)；連接區(qū)，即連接上兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的部分。,轉(zhuǎn)錄（調(diào)節(jié)）因子結(jié)構(gòu),DNA結(jié)合域特點(diǎn)：,核心為DNA結(jié)合基序，有稱(chēng)模序（motify) 模序（motify)：位于蛋白質(zhì)分子中具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的 肽段，在空間上彼此接近，形成具有 特殊功能的空間結(jié)構(gòu)，能與能識(shí)別

12、雙 螺旋DNA堿基序列,模序的幾種結(jié)構(gòu)類(lèi)型：,螺旋轉(zhuǎn)角螺旋 鋅指 亮氨酸拉鏈 螺旋環(huán)螺旋,與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子大多以二聚體形式起作用，與DNA結(jié)合的功能域結(jié)構(gòu)常見(jiàn)有以幾種： 螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）及 螺旋-環(huán)-螺旋（helix-loop-helix，HLH） 這類(lèi)結(jié)構(gòu)至少有兩個(gè)螺旋其間由短肽段形成的轉(zhuǎn)角或環(huán)連接，兩個(gè)這樣的motif結(jié)構(gòu)以二聚體形式相連，距離正好相當(dāng)于DNA一個(gè)螺距（3.4nm）,兩個(gè)螺旋剛好分別嵌入DNA的深溝。,螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋模體,螺旋-環(huán)螺-旋模體與DNA的結(jié)合,鋅指（zinc finger） 其結(jié)構(gòu)如下圖 所示，每個(gè)重復(fù)的“指”

13、狀結(jié)構(gòu)約含23個(gè)氨基酸殘基，鋅以4個(gè)配價(jià)鍵與4個(gè)半胱氨酸、或2個(gè)半胱氨酸和2個(gè)組氨酸相結(jié)合。整個(gè)蛋白質(zhì)分子可有2-9個(gè)這樣的鋅指重復(fù)單位。每一個(gè)單位可以其指部伸入DNA雙螺旋的深溝，接觸5個(gè)核苷酸。例如與GC盒結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子SP1中就有連續(xù)的3個(gè)鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)。,圖 蛋白質(zhì)的鋅指結(jié)構(gòu),堿性-亮氨酸拉鏈（basic leucine zipper，bZIP） 這結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是蛋白質(zhì)分子的肽鏈上每隔6個(gè)氨基酸就有一個(gè)亮氨酸殘基，結(jié)果就導(dǎo)致這些亮氨酸殘基都在螺旋的同一個(gè)方向出現(xiàn)。兩個(gè)相同的結(jié)構(gòu)的兩排亮氨酸殘基就能以疏水鍵結(jié)合成二聚體，這二聚體的另一端的肽段富含堿性氨基酸殘基，借其正電荷與DNA雙螺旋鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)結(jié)合。,亮氨酸拉鏈結(jié)合DNA,若不形成二聚體則對(duì)DNA的親和結(jié)合力明顯降低。在肝臟、小腸上皮