收稿日期：2012-05-04
第一作者：陈太琪(1989-)，男，硕士生，E-mail: taiqichen123@https://www.doczj.com/doc/c76770911.html,
*通信作者：刘宁(1982-)，女，博士，助理研究员，E-mail: ningliu9@https://www.doczj.com/doc/c76770911.html,
细胞功能调控的重要转录因子TFEB
陈太琪1，姜 丛1，王 平1，刘 宁1,2*
(1华东师范大学生命科学学院生命医学研究所，上海 200241；2杭州师范大学医学部衰老研究所，杭州 310036)
摘要：转录因子TFEB (transcription factor EB)属于亮氨酸拉链bHLH-LZ (basic-helix-loop-helix leucine-zipper)类转录因子中的MiTF/TFE (microphthalmia-transcription factor E)家族成员，参与调控许多重要的细胞生理过程，例如胎盘血管新生、肾癌的发生等。最近研究表明，TFEB 能通过调控细胞自噬和溶酶体相关的基因表达而调控细胞自噬以及溶酶体功能。因此，对于TFEB 的生物学功能及其相关调控机制的研究，将为进一步阐释其生理病理发生过程及相关疾病的治疗提供重要的线索及理论依据。关键词：转录因子TFEB ；自噬；溶酶体
Function and regulation of the transcription factor TFEB
CHEN Taiqi 1, JIANG Cong 1, WANG Ping 1, LIU Ning 1,2*
(1The Institute of Biomedical Sciences and School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China;
2
Institute of Aging Research, Hangzhou Normal University School of Medicine, Hangzhou, 310036, China)
Abstract: TFEB is a member of the MiTF/TFE (microphthalmia-transcription factor E) subfamily of
bHLH-LZ (basic-helix-loop-helix leucine-zipper) factors. And TFEB-related pathway is involved in some of cellular physiological processes and its regulating aberration has been known to contribute to the pathogenesis of several human diseases, such as placenta angiogenesis and renal cell carcinoma. Recent studies have shown that TFEB could regulate autophagy and lysosome function through regulating the expression of the related genes. Future study on the function and mechanism of TFEB will help better understand the pathological process and provide new theory basis and clues for the treatment of TFEB-related diseases.Key words: transcription factor TFEB; autophagy; lysosome
细胞受到外部环境或内部信号刺激后，通过相应的信号通路激活转录因子，起始一个或一系列基因的转录，从而对胞内或胞外信号做出反应，这是细胞行使功能的一个重要途径。转录因子TFEB 属于bHLH-LZ 转录因子MiTF/TFE 家族成员。研究表明，TFEB 在个体发育、血管新生和细胞自噬等多种生理病理过程中发挥着重要的作用。例如，TFEB 能够调控血管新生和肾癌发生[1,2]。最近研究表明，转录因子TFEB 在细胞溶酶体合成和细胞自噬过程中也发挥着重要的作用。本文将对
TFEB 的结构功能及调控机制的研究作一全面的阐述。
1 TFEB 的结构特点
TFEB 是由476个氨基酸残基组成的蛋白质，主要包括富谷氨酰胺、螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix, HLH)、亮氨酸拉链(leucine-zipper, LZ)和富脯氨酸等模体(图1)。TFEB 蛋白主要发生磷酸化修饰，重要的磷酸化位点主要包括142位丝氨酸、211位丝氨酸和末端富含丝氨酸的序列。TFEB 能
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够通过识别E-box 和 M-box 序列起始相应基因的转录，参与多种生理病理发生过程。
表达。
2.2 ERK2对TFEB 的调控
Settembre 等[5]在研究TFEB 与细胞自噬时发现促分裂原活化的蛋白激酶1 (mitogen-activated protein kinase 1, MAPK1)能够介导TFEB 142位的丝氨酸磷酸化，调控其在自噬中的细胞定位。在正常条件下，MAPK1能与TFEB 作用介导其磷酸化；而在饥饿条件下，MAPK1不与TFEB 作用，去磷酸化的TFEB 能够进入细胞核调控与细胞自噬相关的基因的表达。
2.3 mTORC1对TFEB 的调控
哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)是一种非典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其在细胞生长和代谢过程中发挥着重要作用。mTOR 与Raptor 或Rictor 形成复合体分别称为mTORC1和mTORC2。Pe?a-Llopis 等[3]运用微阵列方法发现液泡质子AT P 酶(为V 型AT P 酶, vacuolar H +-ATPase, V-ATPase)受mTORC1调控，而mTORC1对V-ATPase 的调控是TFEB 依赖的。此外，TFEB 的定位受到mTORC1的调控，mTORC1能够通过调控TFEB 的C 端富含丝氨酸结构来影响TFEB 的细胞定位。TFEB 被磷酸化后由胞质转移至细胞核中，从而起始V-ATPase 的表达，调节与
图1 TFEB 结构示意图
[3]
2 TFEB 相关的调控机制
TFEB 作为一种转录因子，能够调控很多下游基因的表达，参与多种生理病理发生过程，而其本身的转录活性也受到其它蛋白质的调控(图2)。
2.1 PGC-1α对TFEB 的调控
Tsunemi 等[4]在运用小鼠模型研究亨廷顿氏舞蹈病(Huntington’s disease, HD)时发现，过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α (peroxisome
proliferator-activated receptor γ, coactivator 1 α,
PPARGC1A , 又称PGC-1α)的表达能减少错误折叠蛋白质的集聚，并能在一定程度上减轻亨廷顿氏舞蹈病时神经退化等症状。进一步研究发现PGC-1α所介导的这种作用是通过激活TFEB 的转录活性实现的，PGC-1α的表达能够增强TFEB 下游基因的
图2 TFEB
相关的调控机制
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溶酶体有关的信号通路。
此外，Settembre等[6]的研究也表明mTORC1能对TFEB进行调控，mTORC1可以磷酸化TFEB，但抑制其活性。在正常生理条件下，V-ATPase、重组活化基因GTP酶[constitutively active (GTP-bound) Rag GTPase]和Rag GTPase调节因子能够形成复合体，募集mTORC1至溶酶体膜上，此时mTORC1处于激活状态。激活状态的mTORC1通过对TFEB的142位丝氨酸磷酸化使其定位在细胞质中。当细胞受到外界刺激(如饥饿)后，mTORC1从溶酶体上解离，此时mTORC1不能磷酸化TFEB，TFEB定位由胞质转移至细胞核。同时，另外两个不同研究小组的结果表明在溶酶体功能正常的情况下，mTORC1能磷酸化TFEB 211位的丝氨酸，使其与14-3-3结合，TFEB此时定位在细胞质中。当溶酶体功能受到抑制时，14-3-3与TFEB的结合减弱，TFEB进入细胞核行使转录功能，促进溶酶体的合成[7,8]。2.4 TFEB的SUMO化修饰
除受mTORC1和MAPK1介导的磷酸化修饰外，TFEB还能够被类泛素蛋白SUMO (small ubiquitin-like modifier)修饰。Miller等[9]在COS-7细胞中证明TFEB蛋白能够发生SUMO化修饰，对TFEB进行修饰的是SUMO-1。此外，与TFEB属于同一家族的小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor, MITF)也可以发生SUMO化修饰。
3 TFEB的生物学功能
已有研究表明，TFEB参与调控的生物学功能主要包括血管新生、肾癌、溶酶体合成以及自噬等。
3.1 TFEB与血管新生
TFEB与胎盘血管新生有关。TFEB突变失活的小鼠发育至第9.5天和第10.5天之间致死，其在发育过程中胎盘血管新生有缺陷，提示我们TFEB 突变失活的小鼠很可能是由于胎盘血管新生缺陷致死[1]。
3.2 TFEB与肾癌
TFEB与肾癌的发生有关。在t(6;11) (p21;q13)阳性肾癌中，TFEB发生染色体易位，导致TFEB 转录启动活性增强，在肾癌中TFEB表达量比正常情况高，且较正常TFEB更容易定位至细胞核[2]。在TFEB易位的肾癌中组织蛋白酶K (cathepsin-K)有高表达，有研究认为可用组织蛋白酶K免疫标记的方法来区分TFEC和TFEB易位导致的肾癌和其他原因导致的肾癌[10]。
3.3 TFEB与溶酶体合成
TFEB在溶酶体相关通路中发挥着很重要的作用。溶酶体在细胞内具有消化和运输的作用。溶酶体可以调节钙离子通道，钙流调节的失调很可能导致溶酶体贮积症(lysosomal storage disorder, LSD)等相关疾病的发生[11]。Sardiello等[12]发现协同溶酶体表达和调控(coordinated lysosomal expression and regulation, CLEAR)元件在溶酶体相关的基因表达中有重要作用。CLEAR包含E-box的重复序列，E-box是bHLH转录因子的结合位点。通过对bHLH 类转录因子中MiTF/TFE家族成员的研究表明，TFEB在溶酶体合成和功能相关基因的表达中有重要作用。在过表达的情况下，TFEB能显著增强溶酶体的合成，并与CLEAR元件结合，参与调控多种溶酶体相关基因的表达。
此外，TFEB能够调节溶酶体介导的胞吐作用。Medina等[13]研究发现TFEB通过激活溶酶体相关的Ca2+离子通道蛋白MCOLN1 (mucolipin 1)来增加胞内Ca2+浓度，溶酶体与质膜的融合也相应增加。溶酶体贮积症是由于体内基因突变，导致溶酶体无法对体内大分子进行降解，组织或器官功能发生异常的一种疾病。当发生溶酶体贮积症时TFEB的表达能够在一定程度促进细胞内的代谢物的清除。
3.4 TFEB与细胞自噬
最近研究表明，转录因子TFEB是细胞自噬的重要调控蛋白之一。自噬是细胞维持自我稳态的一种方式，细胞在受到饥饿、损伤等外界刺激或自身细胞器损伤时发生自噬。在自噬过程中细胞内的多种物质(如蛋白质、受损伤的线粒体以及胞内微生物等)会发生降解，产生氨基酸等小分子物质[14]。Settembre等[5]发现过表达TFEB可以增强细胞的自噬能力，而细胞自噬则随TFEB表达的下调而下调。TFEB能够起始多个与细胞自噬相关基因的转录，可能的基因包括氯离子通道7 (chloride channel, voltage-sensitive 7, CLCN7)、液泡蛋白质分选因子18 [vacuolar protein sorting 18 homolog (S.
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cerevisiae),VPS18]、微管相关蛋白1轻链3β(microtubule-associated protein 1 light chain 3β, MAP1LC3B)、紫外线辐射抗性相关基因(UV radiation resistance associated, UVRAG)和磷酸肌醇相互作用蛋白质(WD repeat domain, phosphoinositide-interacting protein, WIPI)等。饥饿条件下，TFEB能够入核发挥其转录功能。
3.5 TFEB与其他生物学功能
除调控溶酶体和细胞自噬相关基因的表达外，TFEB还能够激活其他重要基因的表达。例如，VMD2 (又称BEST1, bestrophin 1) 在视网膜色素上皮细胞中编码bestrophin氯通道蛋白，TFEB及其家族成员MITF和TFEC能够激活VMD2的表达[15]；TFEB和TFE3能够激活组织型纤溶酶原激活物抑制因子1 (plasminogen activator inhibitor 1, PAI-1, 又称SERPINE1)的表达[16]；在3T3细胞中，TFEB和TFE3能够激活钙黏着蛋白E-cadherin及E-cadherin 激活因子Wilms’ tumor-1 [17]；TFEB和TFEC是CD40配体重要的激活因子[18]，能够通过调控CD40配体的表达对体液免疫进行调节。
4 结语
TFEB作为一种重要的转录因子，在个体发生发育过程中发挥着重要作用。相关研究表明TFEB 在血管新生和肾癌中有重要作用[1,2,10]，TFEB及同属于MiTF/TFE家族的TFE3在胸腺依赖的体液免疫中有重要作用[18]。最新研究表明TFEB在溶酶体和细胞自噬相关过程中有重要作用，多种溶酶体合成和细胞自噬相关基因的表达与TFEB有关[5]，TFEB的表达能够促进溶酶体介导的胞吐作用。
有关TFEB的调控及其相关信号通路的报道还比较少，目前已知其主要受mTORC1调控。Pe?a-Llopis等[3]研究认为TFEB受mTORC1的调控是其C 端富含丝氨酸序列磷酸化入核，但Settembre等[5,6]研究表明mTORC1磷酸化TFEB的142位丝氨酸后使其定位在细胞质，而当细胞受到饥饿等刺激后其142位的丝氨酸去磷酸化入核，可见其在不同条件下所受到的调控方式及调控结果有所不同，具体的分子调控机制还有待进一步的阐释。TFEB与溶酶体的功能联系紧密，通过TFEB介导的溶酶体功能调控也需作进一步研究。
综上所述，对TFEB蛋白功能及调控机制的研究，将进一步揭示与其相关的信号通路及疾病(如溶酶体相关的疾病)发生的机制，对其生理及病理功能的理解、相关疾病的治疗及药物的开发都有重要的理论指导意义。
参 考 文 献
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捋捋让人迷惑的细胞因子 细胞因子是一类调节蛋白或者糖蛋白，他们的分类现在还不是完全清楚。他们通过结合细胞表面的特定受体，激发细胞内信号通路起作用。 白细胞组成了免疫和炎症系统，大多数细胞因子作用于白细胞或者由白细胞表达，他们在免疫和炎症反应中起到重要的调节作用。实际上，一些免疫抑制和抗炎作用的药物就是通过调节这些细胞因子的表达起作用的。 细胞因子由特定的细胞表达并分泌到胞外，结合细胞表面的细胞因子受体后激活细胞内信号 传导通路 细胞因子分类 细胞因子最早在20世纪70年代中期被提出，它当时被认为是一种多肽因子，可以调控细胞分化和免疫系统。干扰素（IFNs）和白介素（ILs）是主要的多肽家族，在当时细胞因子主要指这两类家族。 起初细胞因子的分类主要是根据分泌该因子的细胞类型或者细胞因子初次被发现时的生物活性。然而这些分类方法现在看来都不够准确，无法满足后期的分类需求。最近，根据细胞
因子一级，二级和三级结构的分析，可以将大多数的细胞因子分为6大家族。因此，根据分类方式的不同，某些细胞因子会有多个名称。 表1：细胞因子根据结构分类结果 细胞因子家族成员 ‘β-Trefoil’ cytokines Fibroblast growth factors Interleukin-1 Chemokines Interleukin-8 Macrophage inflammatory proteins ‘Cysteine knot’ cytokines Nerve growth factor Transforming growth factors Platelet-derived growth factor EGF family Epidermal growth factor Transforming growth factor-αHaematopoietins Interleukins 2–7, -9, -13 Granulocyte colony stimulating factor Granulocyte-macrophage colony stimulating factor Leukaemia inhibitory factor Erythropoietin Ciliaryneurotrophic factor TNF family Tumour necrosis factor-α and –β
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转录因子 ? 1 简介 ? 2 方法 ? 3 转录因子 转录因子-简介 基因转录有正调控和负调控之分。如细菌基因的负调控机制是当一种阻遏蛋白(repressor protein)结合在受调控的基因上时，基因不表达；而从靶基因上去除阻遏蛋白后，RNA聚合酶识别受调控基因的启动子，使基因得以表达，这是正调控。这种阻遏蛋白是反式作用因子。 转录因子(transcription factor)是起正调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。 转录因子的结合位点（transcription factor binding site，TFBS）是转录因子调节基因表达时，与mRNA结合的区域。按照常识，转录因子（transcription factor，TF）的结合位点一般应该分布在基因的前端，但是，新的研究发现，人21和22号染色体上，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端。 转录因子-方法 这篇文章的试验方法是，通过高密度的寡核苷酸芯片，反映出人21和22号染色体的几乎所有的非重复序列，通过这种芯片，检测三种转录因子，Sp1、 cMyc、和p53的结合位点。结果表明，每种转录因子都有大量的TFBS与之结合。然而，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端， 36％的TFBS分布在蛋白编码基因的中部或3'端，并且这36％的TFBS常常和基因组中的非蛋白编码RNA分布在一起。这暗示，在人的基因组中，不仅包含蛋白编码基因，也包含数量相当的非编码基因（noncoding genes），他们都受常见的转录因子所调控。 真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类： (1)RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。 (2)某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的
1、怎么理解免疫的现代概念？ 识别和清除异物抗原、耐受/发生免疫应答、有利，也可能有害 2、免疫系统由哪几部分组成？ 免疫器官（中枢，外周），免疫细胞，免疫分子（模型，分泌型） 3、免疫系统三大功能？为什么说免疫是一把双刃剑？ 4、比较天然免疫与获得性免疫的特点？ 非特异性免疫，先天具有；无特异性；无记忆性；作用快而弱。 特异性免疫，后天获得；有特异性；有记忆性；作用慢而强。 1.解释名词 抗原:是指能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并与相应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内外发生特异结合的物质。 免疫原性:刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力 免疫反应性:抗原能够与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的能力。 抗原决定簇：决定抗原特异性的基本结构或化学基团。又称表位 半抗原:仅具有抗原性而无免疫原性的物质。 TD-Ag:胸腺依赖性抗原（TD-Ag）：由B细胞表位（半抗原）和T细胞表位（载体）组成，绝大多数蛋白质抗原属此类。 TI-Ag:胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）：由多个重复B细胞表位组成，可分为TI-1Ag和TI-2Ag。 异嗜性抗原：一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原，又称Forssman抗原 交叉反应：由共同表位刺激机体产生的抗体可以和两种以上的抗原结合发生反应。存在于不同抗原物质上的相同或相似的表位称为共同表位。 交叉抗原（共同抗原）：带有共同表位的抗原 2.决定抗原免疫原性的条件有哪些?
*抗原的异物性 *理化性状 *抗原进入机体的方式 *机体方面的因素 3.TD-Ag和TI-Ag引起免疫应答的特点有何不同? 特点TD-Ag TI-Ag Th 细胞+ - 体液免疫+ + 细胞免疫+ - 回忆应答+ - 产生抗体类型IgG为主IgM 举例细菌病毒等脂多糖,荚膜多糖等 蛋白质抗原 4.异嗜性抗原有何临床意义。 5.如何理解抗原的特异性？ 抗原诱导机体产生应答及与应答产物发生反应所显示的专一性。 决定抗原特异性的基本结构或化学基团。又称表位(epitope)。是抗原与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位。 名词解释： 补体：存在于人和动物血清、组织液中及细胞膜上的一组不耐热、经活化后具有酶活性、可介导免疫应答和炎症反应的蛋白质，包括30余种成分，称为补体系统。补体的固有成分，调节蛋白，补体受体 MAC（攻膜复合体）：c5b与c6 c7 c8 c9 结合形成的c5b6789n 免疫黏附：C3b与免疫复合物（IC）共价结合并与红细胞、血小板表面CR1结合， IC被运送至肝、脾清除的作用。 1、试比较补体三条激活途径的异同点。
转录因子 基因转录有正调控和负调控之分。如细菌基因的负调控机制是当一种阻遏蛋白(repressor protein)结合在受调控的基因上时，基因不表达；而从靶基因上去除阻遏蛋白后，RNA聚合酶识别受调控基因的启动子，使基因得以表达，这是正调控。这种阻遏蛋白是反式作用因子。而顺式作用因子则指的是基因上与反式作用因子结合的对基因表达起调控作用的基因序列。 转录因子(transcription factor)是起正调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。 转录因子的结合位点（transcription factor binding site，TFBS）是转录因子调节基因表达时，与mRNA结合的区域。按照常识，转录因子（transcription factor，TF）的结合位点一般应该分布在基因的前端，但是，新的研究发现，人21和22号染色体上，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端。 真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类： (1)RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。 (2)某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的成分。这些因子可能是所有启动子起始转录所必须的。但亦可能仅是譬如说转录终止所必须的。但是，在这一类因子中，要严格区分开哪些是R NA聚合酶的亚基，哪些仅是辅助因子，是很困难的。 (3)某些转录因子仅与其靶启动子中的特异顺序结合。如果这些顺序存在于启动子中，则这些顺序因子是一般转录机构的一部分。如果这些顺序仅存在于某些种类的启动子中，则识别这些顺序的因子也只是在这些特异启动子上起始转录必须的。 黑腹果蝇的RNA聚合酶需要至少两个转录因子方能在体外起始转录。其中一个是B因子，它与含TATA盒的部位结合。人的因子TFⅡD亦和类似的部位结合。同样，CTF(CAAT结合因子)则与腺病毒的主要晚期启动子中与CAAT盒同源的部位相结合。结合在上游区的另一个转录因子是USF(亦称MLTF)，则可以识别腺病毒晚期启动子中靠近-55的顺序。转录因子Sp1则能和GC盒相结合。在SC40启动子中有多个GC盒，位于-70到-110之间。它们均能和Sp1相结合。然而含有GC盒的不同的DNA顺序与Sp1的亲和力却各不相同。可见GC盒两侧的顺序对Sp1-GC盒的结合究竟如何能影响转录。有时候需要几个转录因子才能起始转录。例如胞苷激酶的启动子需要S p1与GC盒结合和CTF与CAAT盒结合;腺病毒晚期启动子需要TFⅡD与TATA盒结合和USF与其邻近部位相结合。以上所述的因子是一般转录都需要的，似乎并没有什么调节功能。另一些转录因子则可以调控一组特殊基因的转录。热休克基因就是一个很好的例子。真核生物的热休克基因在转录起始点的上游15bp处有一个共同顺序。H STF因子仅在热休克细胞中有活性。它与包括热休克共同顺序在内的一段DNA相结合，所以这个因子的激活可以引起约包括20个基因的一组基因起始转录。在这里，转录因子和RNA聚合酶Ⅱ之间关系很类似细菌的σ因子与核心酶之间的关系。 转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。植物中的转录因子分为二种，一种是非特异性转录因子，它们非选择性地调控基因的转录表达，如大麦(Hordeum vulgare) 中的HvCBF2 (C-repeat/DRE binding factor 2) (Xue et al., 2003)。还有一种称为特异型转录因子，它们能够选择性调控某种或某些基因的转录表达。典型的转录因子含有DNA结合区(DNA-binding domain)、转录调控区(acti vation domain)、寡聚化位点(oligomerization site) 以及核定位信号(nuclear localization signal) 等功能区域。这些功能区域决定转录因子的功能和特性(Liu et al., 1999)。DNA结合区带共性的结构主要有：1）HTH 和HL H 结构：由两段α-螺旋夹一段β-折叠构成，α-螺旋与β-折叠之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。2）锌指结构：多见于TFIII A 和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或组氨酸残基螯合一分子Zn2+ ，其余约12-13 个残基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA 双螺旋的大沟中而与之相结合。3）亮氨酸拉链结构：多见于真核生物DNA 结合蛋白的 C 端，与癌基因表达调控有关。由两段α - 螺旋平行排列构成，其α - 螺旋中存在每隔7 个残基规律性排列的亮氨酸残基，亮氨酸侧链交替排列而呈拉链状，两条肽链呈钳状与DNA 相结合。
转录因子Sp1对肿瘤转移的调控 闫隆鑫1，刘波1*，任海军2* 摘要转录因子SP1（transcription factor Sp1，SP1）在人体细胞中普遍表达并参与调控细胞增殖、凋亡及胚胎发育等生理活动。实验证实SP1在肿瘤细胞中存在异常表达，并积极调控肺癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤的转移、恶变，但对其参与肿瘤细胞转移的机制，尤其在不同细胞系中，SP1的表达量及蛋白修饰，对肿瘤转移各阶段的影响，还不甚明确。本文整理了近期关于SP1参与调控肿瘤转移的研究及SP1的协同调控因子，藉此探究SP1在肿瘤监测及治疗中的发展方向。 关键词：转录因子SP1; 肿瘤; 转移 0 引言 肿瘤细胞的转移意味着肿瘤恶性程度增加，大部分肿瘤患者在临床确诊时已经存在肿瘤转移，常规治疗死亡率极高；而一旦诊断为肿瘤，由于不能确定其是否转移，往往会接受过度治疗，因此有关肿瘤细胞转移活性的检测是肿瘤治疗的关键。良性肿瘤发展为转移性肿瘤至少包括四个相互关联的过程：肿瘤细胞表面黏附分子减少，肿瘤间粘附能力下降；原细胞间基质分解，并在肿瘤细胞诱导下重建适宜肿瘤生长的基质；肿瘤细胞变形并生长出伪足，通过血管、淋巴管迁移到特定的侵入点；肿瘤细胞分裂增殖，在新区域生成血管，成为肿瘤组织[1]。转录调控因子参与调控相关蛋白的表达，往往存在异常表达的情况，在肿瘤转移过程中起到至关重要的调控作用。因此对肿瘤中转录调控因子的检测，能够在早期判断肿瘤转移的情况并对肿瘤转移的活性加以抑制。 SP1是人体细胞中广泛存在的转录调控因子，属于Sp/KLF锌指家族，通常作为主要的GC盒转录激活因子参与调控目标基因的表达。SP1的羧基端含有三个锌指结构，能够特异性结合DNA启动子的GC盒；SP1蛋白中段为其活化区，参与调控目的基因表达以及与其他转录调控因子的结合[2]；氨基端有一蛋白水解位点，能够引起泛素化诱导的SP1分解[3]。SP1在结合到目的基因启动子的同时，可以招募其他调控因子及SP1本身参与表达调控，因而与DNA的结合能力、转录调控区活性以及SP1在细胞内的含量对SP1参与的调控有重要的意义[4, 5]。SP1在肿瘤初期大量积累并积极调控肿瘤发展的各个阶段[6]，过表达的SP1参与诱导肿瘤增殖、凋亡，但对肿瘤转移的调控，不同肿瘤细胞系对SP1过表达有着不同 基金项目：大连市卫生局医学研究课题（WSJ/KJC-01-JL-01）；中央高校基本科研业务费（DUT15LK16）； 作者单位：1.大连理工大学生物医学工程系，辽宁省大连市，116024；2.大连市友谊医院普外科，辽宁省大连市，116100； 通信作者：任海军，E-mail:renhaijun369@https://www.doczj.com/doc/c76770911.html,; 刘波，E-mail: lbo@https://www.doczj.com/doc/c76770911.html,; 作者简介：（1996-），男，本科，在读本科生，主要研究方向生物医学工程
成纤维细胞生长因子及其与受体作用机制 的研究进展1 姜媛媛，任桂萍，王文飞，郝建权，李德山 东北农业大学生命科学学院生物制药教研室，哈尔滨（150030） E-mail：deshanli@https://www.doczj.com/doc/c76770911.html, 摘要：成纤维细胞生长因子(FGF)是一类多肽类物质，其中大多数成员可与肝素结合发挥作用。目前已知FGF至少包括23个因子，即FGF1～23。部分FGF家族成员N末端有大约3O个氨基酸残基组成的典型信号肽序列，可以分泌到细胞外。FGF家族成员是一类生理功能较广泛的生长因子，功能包括促进细胞有丝分裂、趋化与血管生成、促进中胚层和神经外胚层细胞的存活与生长等。本文根据最近的研究成果对 FGF因子及其受体研究进展做一综述，并主要对FGF因子特征及其研究趋势进行了探讨。 关键词：FGF，FGF受体，肝素 中图分类号:Q74 引言： 成纤维细胞生长因子最早是从脑和垂体的提取液中发现的，该物质是一种能促进成纤维细胞生长的多肽类活性物质，可以通过与细胞膜特异性受体结合对细胞生长进行调节。从70年代中期到目前已进行了大量广泛的研究，目前已知FGF至少包括23个因子，它们在一级氨基酸序列上有一定的同源性，并有类似的生物学功能，且广泛存在于体内多种组织中。FGF对中胚层和神经外胚层来源的细胞具有十分明显的促细胞分裂增殖作用，并且在机体内的胚胎发育、细胞生长分化、创伤组织愈合及肿瘤发生发展中起着十分重要的作用。 1. 成纤维细胞生长因子（FGF）家族 成纤维生长因子（Fibroblast growth factor, FGF）又被称为肝素亲和生长因子(Heparin binding growth factor, HBGF)，是一类通过与细胞膜特异性受体结合发挥作用的多肽分子。现已知FGF家族至少包括23个成员，即FGF1～FGF23。FGF家族成员之间的氨基酸序列同源性约为25%～50%，其每个成员都有140个氨基酸的中轴，该中轴在不同的成员中有高度的同源性。结构分析表明，此中轴折叠成12条逆向平行的β链，它们又进一步形成圆柱状的结构。部分FGF家族成员N末端有大约3O个氨基酸残基组成的典型信号肽序列，使得它们可通过内质网一高尔基复合体的经典(即自分泌和旁分泌)途径被分泌到细胞外，但其中也有部分FGF则因本身缺乏信号肽结构，不能向外分泌，只能在细胞受损时释放[1]。多数FGF（如FGF3～8、10、15、17～19、21～23）的N末端具有典型的信号肽序列。而FGF16和FGF20虽然没有明确的信号肽序列却也能高效地分泌到细胞外[12]。FGF1 和FGF2也缺乏信号肽序列和正常的分泌途径，却也能出现在胞外基质，推测两者可能来自受伤的细胞，或者通过与内质网-高尔基体通路不同的细胞脱颗粒机制释放至胞外的。此外，FGF 11～14没有典型的信号肽序列，因此认为这些FGF是在胞内发挥作用[13]。由于FGF家族成员之间的氨基酸序列有25％～50％的同源性，分子结构有一定的共性，故FGF不同分子之间的生物学效应既有相似性，又有各自的特点[1-3]。 FGF1(aFGF)和FGF2(bFGF)是最先被发现，也是迄今为止研究最充分的两个成员，因其1本课题得到黑龙江省科技厅重点攻关项目（编号：2006G0461-00）的资助。
细胞因子的基本概念与种类 2008-11-19 13:38 【大中小】 细胞因子（CK）是由活化免疫细胞和非免疫细胞（如某些基质细胞）合成分泌的能调节细胞生理功能、参与免疫应答和介导炎症反应等多种生物学效应的小分子多肽或糖蛋白，是不同于免疫球蛋白和补体的又一类免疫分子。 根据来源最初将活化淋巴细胞产生的细胞因子称为淋巴因子（LK），将单核-吞噬细胞产生的细胞因子称为单核因子（MK）。目前根据功能，可将细胞因子粗略分为以下6类： 1.白细胞介素 白细胞介素（IL）简称白介素，最初被定义为由白细胞产生，在白细胞间发挥作用的细胞因子。虽然后来发现它们的产生细胞和作用细胞并非局限于白细胞，但这一名称仍被沿用。 目前已报道的白细胞介素有18种，摘要列表如下： 2.干扰素（IFN） 干扰素是最先发现的细胞因子，因其具有干扰病毒感染和复制的能力故称为干扰素。根据来源和理化性质，可将干扰素分为α、β和γ三种类型。IFN-α/β主要由白细胞、成纤维细胞和病毒感染的组织细胞产生，称为Ⅰ型干扰素。IFN-γ主要由活化T细胞和NK细胞产 生，称为Ⅱ型干扰素。 丙型干扰素生物学性能比较详见下表： 3.肿瘤坏死因子（TNF） 肿瘤坏死因子是一类能引起肿瘤组织出血坏死的细胞因子。1975年Garwell等将卡介苗注射给荷瘤小鼠，两周后再注射脂多糖，结果在小鼠血清中发现一种能使肿瘤发生出血坏死的物质，称为肿瘤坏死因子。肿瘤坏死因子分为TNF-αTNF-β两种，前者主要由脂多糖/卡介苗活化的单核巨噬细胞产生，亦称恶病质素；后者主要由抗原/有丝分裂原激活的T细胞产生，又称淋巴毒素。TNF-α/β为同源三聚体分子，主要生物学作用如下： （1）对肿瘤细胞和病毒感染细胞有生长抑制和细胞毒作用； （2）激活巨噬细胞、NK细胞，增强吞噬杀伤功能，间接发挥抗感染、抗肿瘤作用； （3）增强T、B细胞对抗原和有丝分裂原的增生反应，促进MHC-Ⅰ类分子表达，增强 Tc细胞杀伤活性； （4）诱导血管内皮细胞表达粘附分子和分泌IL-1、IL-6、IL-8、CSF等细胞因子促进炎 症反应发生； （5）直接作用或刺激巨噬细胞释放IL-1间接作用下丘脑体温调节中枢引起发热； （6）引起代谢紊乱，重者出现恶病质。 4.集落刺激因子（CSF）
角朊细胞 角朊细胞的增殖和分化是一个受到精细调节的过程，并伴随着一系列形态学和生化改变，最终形成角质细胞，这就必然涉及到许多结构基因的同时活化与灭活，即基因表达的调控，而转录水平的调控尤为重要。现已发现许多转录因子如AP1、AP2、Sp1、POU结构域及C/EBP等可调节角朊细胞基因的表达。 目录
转录水平、翻译水平及翻译后水平，其中最常见的调控方式就是转录调控。现已发现AP1、AP2、NFκB、C/EBP、ets、Sp1及POU结构域等转录因子可作为表皮中的调控蛋白，从而调节编码套膜蛋白（involucrin, iNV）、转谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）、SPRR2A、兜甲蛋白（loricrin）、角蛋白及BPAG1等蛋白的基因的表达。本文就与角朊细胞基因表达有关的转录因子作一简要综述。 编辑本段转录因子的一般特征 转录因子（transcription factor）是能与位于转录起始位点上游50～5000bp的顺式作用元件（cis-acting elements）、沉默子（silencer）或增强子（enhancer）结合并参与调节靶基因转录效率的一组蛋白，并能将来自细胞表面的信息传递至核内基因。转录因子通常有几个功能域，可分为DNA结合域、转录调控域及自身活性调控域，DNA结合域可与特定的DNA序列（一般长8～20bp）相互作用，使转录因子与靶基因结合起来，随之转录调控域就可发挥其激活或抑制作用，通常这些结构域在结构与功能上是独立分开的。不同的转录因子还可结合于紧密相邻的DNA序列而形成一种多聚体结构来调节基因表达，这种组合调控（combinatorial regulation）不论转录因子是否激活及其含量多少均可激活基于靶基因中特定转录因子结合位点的转录。除启动基础转录活性外，转录因子还能整合从细胞表面经信号转导途径传递而来的信号[2]。 编辑本段激活角朊细胞基因表达的转录因子 （一）AP1 AP1转录因子通常以jun(c-jun、junB、junD)与Fos（Fra-1、Fra-2、c-fos、fosB）家族成员组成的同源或异源二聚体表达其活性，即结合于5’-GTGAGCTCAG-3’序列。目前已知AP1位点对于编码角蛋白（K1、K5、 K6及K19）、丝聚合蛋白原（profilaggrin）基因的最适转录活性十分重要[3,7]，编码角质化包膜（cornified envelope）相关蛋白-TG1、兜甲蛋白及INV的基因也含有功能性AP1 位点[8，9]，如hINV基因启动子在其转录起始位点上游2.5kb内有5个AP1共有结合位点（AP1-1～5），其中2个AP1位点AP1-1和AP1-5若同时发生突变时角朊细胞的转录水平就可下降80%；佛波酯（TPA）则可使AP1与hINV启动子处AP1-1及AP1-5位点的结合能力增强10～100倍，后经点突变实验证实AP1-1和AP1-5位点可部分介导佛波酯（TPA）诱导的效应[10]。丝聚合蛋白原、K1、兜甲蛋白及K19基因中的AP1位点可活化转录[3,6,7]，
细胞因子的作用特点 目前发现并正式命名的细胞因子有数十种，每种细胞均有其独特的、起主要作用的生物学活性。尽管种类繁多、产生细胞和作用细胞多样、生物学活性广泛、发挥作用的机制不同，但众多的细胞因子具有以下共同的特性： 1．天然细胞因子是由细胞产生的正常的静息或休止（resting）状态的细胞必须经过激活后才能合成和分泌细胞因子。通常是由抗原、丝裂原或其它刺激物激活免疫细胞和相关细胞，6～8小时后细胞培养上清中即可检测出细胞因子，于24～72小时期间细胞因子水平最高。但是有些细胞株不需外源刺激就可以自发地分泌某些细胞因子。 2．细胞因子的产生和作用具有多向性(pleiotropism)即单一刺激如抗原、丝裂原、病毒感染等可使同一种细胞分泌多种细胞因子，而一种细胞因子由多种不同类型的细胞产生可作用于多种不同类型的靶细胞。 3．细胞因子的合成和分泌过程是一种自我调控的过程通常情况下，细胞因子极少储存，即不以前体形式贮存在细胞内，而是经过适当刺激后迅速合成，一旦合面后便分泌至细胞外以发挥生物学作用，刺激消失后合成亦较快地停止并被迅速降解。 4．为低分子量的分泌型蛋白质常被糖基化。分子量大小不等，大多数为15～30kD，小者仅8～10kD，一般不超过80kD。 5．细胞因子需与靶细胞上的高亲和力受体特异结合后才发挥生物学效应。 6．生物学效应极强细胞因子在pM(10-12M)水平就能发挥显著的生物学效应。这与细胞因子与靶细胞表面特异性受体之间亲和力极高有关，其解离常数在10-12～10-10M之间。 7．单一细胞因子可具有多种生物学活性，但多种细胞因子也常具有某些相同或相似的生物学活性。 8．主要参与免疫反应和炎症反应影响反应的强度和持续时间的长短。涉及到感染免疫、肿瘤免疫、自身免疫、移植免疫等诸多方面。 9．以非特异性方式发挥生物学作用且不受MHC限制。
以下为胡雅儿教授讲解部分的重点内容，请参照PPT和课本宏观把握 第一章受体与受体后信号转导系统概念 P3放射性配基结合法是迄今为止研究受体数量和亲和力最主要的手段。 P3-P4受体的现代概念（包括受体的四大特点） P4孤儿受体 第二章受体和配基结合的基本规律 P7受体和配基结合的基本规律（包括四条） 「可逆性 可饱和性，对应着图2-2分析变化趋势 特异性 .配基受体结合反应和细胞效应的一致性 第三章受体的研究方法 P19人工造成受体分子的基因突变：定点突变、缺损突变、嵌合突变转基因动物和基因敲（剔）除动物的区别 第四章受体的分类 四级分类法：类，亚类，型，亚型 P24掌握图4-1和表4-1 体结构示意图） 第五至第九章就是针对上述的五大类受体展开的详细讲解 第五章与G蛋白偶联的膜受体及其受体后信号转导 P28膜受体的概念（分为三个部分） P28三种类型G蛋白把信号传递到效应器的途径 1.2.3.（本章第六、七、八节的总结概括， 只要求宏观掌握，即能把主线理清即可） P32受体亚型的结构功能关系，三条 P33鸟苷酸结合蛋白（G蛋白）的主要分类，依据a亚单位的氨基酸序列主要分四大类Gs, Gi, Gq, G12
P34 G蛋白的结构域示意图：分a亚单位和B Y亚单位以及各自结构域可能的作用 P34重点大题G蛋白的活化和失活机制 第六章酶联受体/有酶结构的单次跨膜受体/单次跨膜有激酶活性的 受体 主要信号分子是生长因子，主要分酪氨酸激酶受体和丝氨酸苏氨酸激酶受体 第七章无酶结构的单次跨膜受体/与胞浆内可溶性酪氨酸激酶偶联 的受体（不同称谓而已） P54 JAK-STA H路，结合图7-4,宏观把握 第八章离子通道受体 （配基与受体的结合或解离控制了通道的开关，通道的开关控制了一些离子的跨膜流量，进而改变细胞内离子浓度，达到调控细胞功能的目的） 中枢神经系统兴奋受体：N-乙酰胆碱受体 中枢神经系统抑制受体：GABA A受体 脊髓和脑干抑制受体：甘氨酸受体 外周神经元兴奋：5-HT3受体 每个亚单位有四个a螺旋组成，来回穿插细胞膜，最后的羧基端在膜外，近氨基端都有一对Cys形成二硫键，几个亚单位形成一个半胱氨酸环，所以称为Cys环类的离
综述 调控红细胞生成的转录因子及其作用 陈渝萍 刘德培 薛社普 哺乳类红细胞生成分为胚胎型(或称原始型)和成年型(或称定型)两个不同的发育时期,前者主要在卵黄囊的血岛中进行,产生有核红细胞;后者则集中于胚胎,骨髓及脾脏,产生无核红细胞。如果从红系分化角度出发,则可分为两个阶段:红系早期分化(由造血干细胞到红系祖细胞)和终末分化(由红系祖细胞到成熟红细胞)。在整个分化过程中,红系特异基因相继开启并呈优势表达,非红系基因则逐渐关闭,细胞最终呈现红系特有表型。调控基因特异表达的主要方式之一是由公用转录因子与红系特异转录因子共同参与的基因转录水平的调控。红系特异转录因子的分布具有组织特异性,其表达水平随红系的发育和分化的进行而变化,这种严格的谱系限制性直接导致靶基因在红系组织细胞中的特异表达。而任何影响这些转录因子控制基因表达能力的改变,均会严重干扰乃至完全破坏红系的正常发育和分化;它们自身的异常表达也会导致一系列血液疾病的发生。我们从早期造血发生开始,介绍调控红系早、晚期发育和分化的转录因子及其作用。 1 红系早期分化过程中的转录调控因子 红系早期分化始于自我更新状态的造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSC),经过定向谱系的造血祖细胞(Hematopietic p rogeni tor cells,HPC)阶段,进而分化产生红系祖细胞(Erythropoietic HPC,E HPC)。从小鼠基因敲除,胚胎干细胞的体外分化和嵌合体的实验结果可知,失活SCL或LMO2均可导致原始型和定向型造血完全丧失,表明二者至少参与了造血谱系和髓系定向的调控,可能还包括从腹部中胚层细胞到造血细胞的定向,并显示出维持细胞增殖和生存的功能[1],HSC自我更新和分化的行为则受到GATA2控制,增强该因子的活性将抑制细胞扩增,促进HSC往单核系和粒系发育,抑制红系分化[2]。另外,c myb也可能调控了造血定向,并促进HSC往一定方向分化,当它在ES细胞中过度表达时,可促进HSC的形成并进一步分化产生红系和髓系的混合克隆[3]。 调控HPC增殖的转录因子主要有GATA2/3,AML1和c myb等。这些基因的敲除个体虽能产生正常造血细胞,但祖细胞的数量显著降低,造成成熟血细胞的数目大为减少[4,5]。其中GATA3的作用限于胎肝的定向型造血过程。部分Id (Id1,2,3)和Hoxs(Hox9,10,Hox3 6)因子,可刺激祖细胞增殖,抑制祖细胞成熟分化。它们的过度表达将抑制HPC的进一 作者单位:100005 北京,中国医学科学院、中国协和医科大学基础医学研究所;国家医学分子生物学重点实验室;中国协和医科大学基础医学院细胞生物室步成熟[6]。 从红系多能造血细胞到红系前体细胞,E HPC的分化、增殖和分裂的调控是由某些在造血早期有重要作用的因子承担,如SCL和LMO2。它们在多能的HPC中表达水平极低,随着E HPC的产生,其表达上调,并持续高水平至红系前体细胞[7];与此同时,一些在多能HPC中高表达(如GATA2,c myb等)或非红系分化必需的转录因字(如PU.1,Fli 1等)的表达动态正好相反,它们的表达下调是HPC向红系分化的先决条件[8]。 2 红系晚期分化过程中的转录调控因子 进入红系分化晚期以后,定向祖细胞经过有限次数的分裂,逐步分化直至产生成熟红细胞。细胞在增殖、分化和凋亡之间维持着动态平衡。某些相对特异的转录因子参与了该时期红系分化的调控,敲除这些转录因子只会影响红系的成熟分化,其它谱系发育正常。其中,GATA1是红系分化至C FU E期后调控细胞存活和红系特异基因转录的中心因子,一旦该基因被敲除,多种红系特异基因不能表达,细胞阻滞于前体细胞期不能继续分化,并开始大量凋亡[9]。NF E2则确保珠蛋白基因LCR 中HS2增强子活性的发挥以维持珠蛋白高表达,并调控涉及几个合成关键酶分子的基因正常表达[10]。然而NF E2-/-个体却并不发生红系发育和分化异常,推侧可能有其它C NCs 蛋白家族成员(如Nrf1,2,3,Bach1/2)进行代偿[11]。Ets 1是另一个直接控制某些红系特异基因(如转铁蛋白受体TR,珠蛋白和PBGD等)表达的转录因子,若MafB和Ets 1结合,将导致红系分化受阻。有的转录因子调控基因不同发育时期的表达,如控制珠蛋白基因发育阶段特异性的三个转录因子:EKLF、BKLF、FKLF,其靶基因分别是 珠蛋白、其它不依赖E KLF的基因和 -、-珠蛋白基因。敲除其中一个单一基因只会使得某类蛋白(如某类珠蛋白)在特定时期不表达,在其它时期则正常表达。但个体最终因某些基因丧失正常的发育时相性而不能完成终末分化[12]。 从中、晚幼红细胞到成熟红细胞,血红蛋白进一步在细胞中积累,细胞核开始浓缩并被排放于胞外,最终产生成熟红细胞。有关核浓缩和排核发生机制的研究目前仅限于一些细胞骨架系统的报道,如微管蛋白和某些中等纤维蛋白;相应基因的表达调控机制尚不清楚。最近国内有报道,红系终末分化涉及一种具有可能的亮氨酸拉链结构和激酶活性的蛋白。该蛋白在处于终末分化时期的红系细胞中优势表达,于排核前从胞质中转移至核内,表现出和排核相关的定位改变。 3 其它和红系相关的转录因子 有的转录因子并不直接和
转录因子 摘要：随着众多生物基因组计划的完成及其蛋白质组学研究的不断深入，人类步入了系统生物学时代。基因组计划的完成提供了大量的DNA内在信息，解析出基因组中可能存在的全部基因的阅读框架，因此，接下来研究基因的表达调控特别是转录调控就显得非常迫切。另一方面，蛋白组学研究的突飞猛进给我们描绘出了细胞的蛋白质表达谱和网络谱，接下来研究蛋白质与蛋白质，蛋白质与DNA的相互作用将成为现在及以后相当长一段时间内的研究主题。有生物学家认为，21世纪对人类最具有挑战性的生物学主题就是“基因的全基因组调控”和”细胞的全蛋白质的生理功能”这两大难题。 然而，转录因子是可与基因调控序列结合并调控基因转录的一类核蛋白，研究转录因子就是研究转录调控的分子机制，研究一种或一类特定的蛋白质分子与DNA的结合特性，研究与DNA结合的蛋白质分子是怎样调控基因转录等问题。转录因子的研究实际上已构成上述两大生物学难题的一个交叉点，因此，对转录因子的深入研究已是一件极其迫切而且重要的课题。 DNA转录及转录因子 定义 转录：是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下合成mRNA，将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上，这一过程成为转录。真核生物DNA的转录在细胞核中进行，原核生物的转录在细胞质的核质区
内进行。 转录单元 转录单元是一段以启动子开始至终止子结束的DNA序列。 转录起始（transcription initiation）：转录因子通过识别基因启动子上的特异顺式元件并募集多种蛋白质因子，形成具有RNA聚合酶活性的转录起始复合体，从转录起始位点启动转录的过程。 转录终止子（transcription terminator）：基因编码区下游使RNA聚合酶终止mRNA合成的密码子，是一种位于poly(A)位点下游，长度在几百碱基以内的结构。 终止子可分为两类。一类不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。另一类则依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子 转录因子：能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，活化后从胞质转位至胞核，通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。 转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。转录因子是结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，这些蛋白质能调控该基因的转录。转录因子可以调控核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶）与DNA模板的结合。转录因子不单与DNA序列上的启动子结合，也可以和其它转录因子形成-转录因子聚合体，来影
转录因子互作研究方法 在生物体中，各种生命活动几乎都有蛋白质的参与，而且绝大多数的生命活动都需要多种蛋白质参与，它们或者形成一个复合体，或者在不同的时间、不同的位置参与到生命活动中。这样就不可避免的发生各种类型的蛋白质相互作用，这些相互作用构成一个庞大的网络，支撑生命体的活动。特别是各类转录因子之间的相互作用，在生物体内基因表达的调控及各类信号通路中起关键作用。 随着对转录因子以及转录因子相互作用研究的深入，研究蛋白质之间相互作用的技术越来越多。其中有可以大量检测蛋白质相互作用的技术，如酵母双杂交技术（Yeast Two-Hybrid）、蛋白质芯片（Protein Chip）；还有一些多用于已知蛋白相互作用验证的技术，包括：免疫共沉淀（Co-immunoprecipitation，Co-IP）、Pull-down技术（Pull-down assay）、荧光共振能量转移技术（Fluorescence resonance energy transfer，FRET）、分子荧光互补技术（Bimolecular fluorescence complementation，BiFC）；还有一些新的技术层出不穷，如美国Signosis的转录因子互作微孔板芯片技术。 1、酵母双杂交技术 Fields等人首先在1989年介绍了酵母双杂交技术，这是一种基于酵母转录激活因子GAL4特点建立起来的技术。在酵母双杂交实验过程中，将诱饵蛋白基因与DBD结构域基因融合，将需要筛选的全长cDNA构建成与AD结构域基因融合的文库。当诱饵蛋白与cDNA表达的蛋白质发生相互作用时，会将DBD结构域与AD结构拉近，启动下游报告基因的表达。 酵母双杂交技术有自身的优势：a、蛋白质之间的相互作用在细胞体内进行，在一定程度上反应了蛋白质相互作用的真实环境；b、利用酵母体内激活因子的特性，相对来说比较敏感。同时，酵母双杂交也存在一些缺陷：首先，诱饵蛋白与靶蛋白的相互作用发生在细胞核内，对于一些不能入核的蛋白质无法检测；第二，酵母中表达的蛋白质只能进行有限的翻译后修饰，对于一些需要多种翻译后修饰的蛋白质作用有限；第三，酵母双杂交实验中经常出现假阳性和假阴性的现象；第四，有一些诱饵蛋白对酵母具有毒性或者本身就能够激活报告基因的表达，不适合使用酵母双杂交技术。 2、免疫共沉淀 免疫共沉淀（Co-immunoprecipitation，Co-IP）是基于抗原-抗体专一性反应的一种研究蛋白质相互作用的经典方法。这种方法在非变性条件下裂解完整细胞，细胞中的大多数蛋白质都以其原本的状态存在于裂解液中，很多蛋白质复合体保持聚合状态，使得很多蛋白质与蛋白质之间的相互作用都保留了下来。使用一种已知蛋白质的抗体将其沉淀，那么与这种蛋白质相互作用的蛋白质也会一起沉淀下来，进一步分析沉淀下来的蛋白复合物，可以得到与已知蛋白相互作用的蛋白质的信息。该方法最大的特点是在蛋白质本身所处的细胞环境中检测蛋白质相互作用，真实性较高，所以常被用于验证两种蛋白质的相互作用是否真实，也可用于确定某种蛋白质在细胞内的伴侣蛋白。其缺点是常常产生非常显著的背景，而且也不适用于高通量的实验研究。 3、Pull-down技术 Pull-down技术（Pull-down assay）利用了标签与相应固相支持物之间的亲和作用。将已知蛋白与适当的标签融合表达，由于标签的存在，融合蛋白会吸附在固相支持物上，与已知蛋白相互作用的蛋白质会随之保留下来，其余蛋白则被洗
分子机制研究套路（五） 转录调控 课题：转录因子A对B基因的转录调控 1．概念介绍： 转录水平的调控是真核生物基因表达调控中重要环节。真核细胞RNA 聚合酶自身对启动子并无特殊亲和力，单独不能进行转录，也就是说基因是无活性的。因此，转录需要众多的转录因子和辅助转录因子形成复杂的转录装置。在基因转录起始阶段，通用转录因子协助RNA 聚合酶与启动子结合，但其作用很弱，不能高效率地启动转录。只有在反式作用因子(基因特异性转录因子）的协助下，RNA 聚合酶Ⅱ和TFⅡ才能有效地形成转录起始复合物。反式作用因子（trans acting factor）在转录调节中具有特殊的重要性。它是能直接或间接地识别或结合在顺式作用元件8～12bp 核心序列上，参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质。这类DNA 结合蛋白有多种，能特异性识别这类蛋白的序列也有多种，正是不同的DNA 结合蛋白与不同的识别序列之间的空间结构上的相互作用，以及蛋白质与蛋白质之间的相互作用构成了复杂的基因转录调控机制的基础。 在真核生物中转录因子的调控是最重要，也是研究得最多的。蛋白质相互作用在转录因子活性的调控方面具有重要的意义。细胞内的反式作用因子都是处于有活性和无活性两种状态，这两种状态是可以转换的。反式作用因子处于无活性状态时，与之相应的基因就不能表达；反式作用因子处于有活性状态、并与相应的顺式作用元件结合时，就可以促进RNA 聚合酶和通用转录因子与相应的启动子结合，形成转录起始复合物。所以，真核基因的表达调控主要是调节反式作用因子的活性，随后反式作用因子调控基因的转录起始。 转录因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子，对基因转录发挥调控作用。大部分转录因子在激活以后与顺式作用元件结合，但也可能有一些转录因子是先结合DNA，