转录因子

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]，

单层上皮角蛋白K8和K18基因的最适转录活性也有赖于AP1位点[2]。在人乳头瘤病毒（HPV）16和HPV18的上游调节区中也有功能性AP1位点[11,12]。从已有实验资料来看，AP1的作用特点有：①AP1可作为基因表达的活化蛋白；②AP1的活化作用并不仅仅限于某一类角朊细胞基因或编码某一特定蛋白的基因；③不同的AP1家族成员可调节不同的角朊细胞基因，如junB、junD和Fra-1可调节INV的表达[10]，c-jun和c-fos可调节丝聚合蛋白原基因在角朊细胞内的特异性转录[7]，而junB和junD对于HPV18的组织特异性表达也较重要[12]；④AP1作用的靶位点可位于结构基因的上游、下游及内含子中，如K19基因的3’增强子含有AP1结合位点，牛KS基因的AP1元件位于5’上游区，而K18基因的第1个内含子中就含有1个保守的AP1结合位点[2,4.6]。

与此同时，AP1在表皮中的表达类型也受到研究者的重视，因为转录因子的分布是决定靶基因表达类型的重要因素。实验证实第一AP1家族成员均有各自特异的时间与空间表达类型，在人包皮表皮处，c-fos、Fra-1及c-jun表达于棘层和（或）颗粒层，而fosB、Fra-2、junD表及junB则可见于基底层和基底层上的细胞[13]。在小鼠中，junD和Fra-1表达于棘层而Fra-2和junB则可表达于颗粒层[14]，这种表达类型的差异提示不同的AP1因子可调节不同分化时期的角朊细胞的基因表达。此外，靶基因启动子内的AP1位点也可区分不同的AP1成员，如hINV基因中AP1位点可结合Fra-1、junB及junD[10]，丝聚合蛋白原基因AP1位点可被c-fos与c-jun 以一种依赖于DNA结合位点的方式激活[7]，而HPV18的AP1位点则可结合junB和junD[12]。其他可能与基因表达类型有关的因素有A7P-1表达于胞浆抑或胞核及其活化是否需要共价修饰。

（二）AP2

AP2转录因子的DNA结合域位于其羧基末端并含有一个二聚化的结构域，其氨基末端富含脯氨酸，这一区段对于转录活化是必需的。AP2作用时以同源二聚体形式与富含GC的共有结合位点（5’-GN4GGG-3’）相结合[2]。AP2可作为hINV基因表达的转录活化蛋白，而在hINV启动子近侧调节区（PRR）的AP2位点则可抑制启动子的活性[15]。远侧启动子中的AP2样位点也是一种转录激活物，其可与角朊细胞分化因子（KDF-1）结合而促进hINV 依赖分化的表达[16]。此外，在表达于非洲爪蟾表皮的63kD角蛋白基因、人K14基因、K5基因、TG1基因及BPAG1基因中已鉴定出功能性AP2位点[2，17，18]。与AP1不同，AP2位点均位于靶基因的上游调节区中。K14

基因启动子中AP2位点的突变可导致转录活性丧失[2]，瞬时转染试验表明在距TG1基因转录起始位点约0.5kb处有3个AP2样应答元件，其中2个是功能性的[17]。因为AP2可表达于表皮细胞系，所以AP2还可能是表皮发育过程中基因转录的活化蛋白。

（三）Sp1

Sp1转录因子是一种含有锌指结构、序列特异性的DNA结合蛋白，含有A、B、C、D4个结构域。Sp1可与GC盒共有序列5’-GGGCGG-3’相结合，并可与其他转录因子一起参与基因表达的共同调控[2]。现已发现在几个表达于角朊细胞的基因中存在着功能性Sp1结合位点。在人3型转谷氨酰胺酶（TG3）基因中，Sp1可与相邻的

ets因子结合位点（EBS）协同作用，激活TG3启动子的表达[19]。在hINV基因中，Sp1位点则可与AP1-5协同作用而激活转录，这2个位点均于转录起始位点上游2kb的1个增强子元件中[20]。HPV16早期区基因可表达于复层上皮，其上游调节区也含有Sp1位点[2]。在兔K3基因中，其长约300bp的5’上游调节区可启动角朊细胞的转录，经电泳迁移率变动分析及紫外线交联分析发现此区域内Sp1样结合位点，若其发生突变，转染角朊细胞的启动子功能可丧失50%[21]。近来还发现Sp1可激活SPRR2A基因的表达[22]。与AP1、AP2一样，Sp1也是表皮基因转录的正性激活蛋白，其所作用的基因可编码不同类型的蛋白，如角质化包膜前体蛋白和角蛋白，这些基因在角朊细胞分化过程中的调控类型也有所不同。Sp1与Sp2、Sp3及Sp4同属一个家族，Sp3在依赖周期素激酶抑制剂p21的诱导的小鼠角朊细胞分化过程中起着重要作用，因为Sp3超表达（over

expression）可促进分化过程中启动子的诱导性，若破坏富含GC的区域则可使转录因子结合活性、启动子活性及p21的诱导性急剧下降[23]。

（四）ets

ets因子包括20余种不同的蛋白，其特征是均具有ets结构域，即DNA 结合域。ets蛋白作用时以单体形式存在，但往往可与其他转录因子协同作用。ets因子对基因表达的调控效应可能是激活也可能是抑制，这可能有两方面的原因：①ets蛋白可与结合于邻近顺式作用元件的非Sp1转录因子相互作用；②ets共有元件周围的DNA序列可影响ets结合DNA的能力[3]。已有资料显示在小鼠表皮中可检出ets-1和ets-2，而且在TG3、INV及SPRR2A基因启动子中均含有ets结合位点，其中INV启动子近侧调节区含有2个ets位点，即EBS-1和E

BS-2。在SPRR2A、TG3启动子及hINV启动子EBS-1中ets可增强转录活性[15，19，22]。

编辑本段抑制角朊细胞基因表达的转录因子

前一部分主要介绍的是角朊细胞基因转录的正性调控因子，但角朊细胞基因表达的调控不可能都是激活因素，实际上也存在着许多抑制基因表达的因子。

POU结构域蛋白

POU蛋白可以单体形式与八聚体结合基序5’-ATGCAAAT-3’结合而调节基因转录。已定位于表皮的POU因子有Oct-11（Skn-1a/Epoc-1）和Oct-6，其中Skn-1a/Skn-1i仅表达于毛囊间表皮及毛皮质细胞[2，8]。功能分析表明POU结构域蛋白（Oct-1、Oct-2、Brn-4、SCIP、Skn-1a及Skn-1i）可抑制角朊细胞中hINV启动子的转录，连续截短hINV启动子5’末端后检测hINV启动子活性证实POU结构域结合位点并不是必需因素，POU蛋白的抑制作用可能是其通过与TATA盒附近的其他蛋白的间接相互作用所致。除对基础转录有抑制作用外，POU转录因子还可抑制TPA介导的hINV启动子活性。与SCIP共转染可使TPA刺激的hINV转启动子活性下降80%[24]。POU 结构域因子还可抑制基底层角朊细胞中K5启动子的活性，而Skn-1a则可激活K10和SPRR2A启动子[2]，由此可见POU结构域蛋白作用的复杂性。最近有研究表明Skn-1a、Tst-1及Oct-1是表皮中表达的主要八聚体结合蛋白，经瞬时转染试验证实Skn-1a和Tst-1可通过与八聚体结合位点相结合而激活表皮特异性HPV-1A的E6启动子，这样就为HPV-1A基因表达与表皮分化间建立起一个分子联系（molecular

link）[25]。

C/EBP

C/EBP是一大类转录因子的总称，其特点是能结合CCAAT和病毒的增强子，常以同源二聚体及异源二聚体形式与DNA结合，并具有亮氨酸拉链（leucine

zipper）结构域[2]。现对C/EBP在表皮中的表达知之甚少，仅有凝胶迁移率变动分析试验证实C/EBP家族成员可与INV启动子近侧调节区、HPV11启动子的上游调节区及BPV4长控制区的C/EBP应答元件相结合。

C/EBP可激活INV启动子的转录并可介导依赖TPA的转录活性增强，C/EBP 可与AP1、ets及AP2因子一起协同调节hINV近侧启动子的转录活性[15]。此外，C/EBP可与BPV-4长控制区中的负性调控元件结合，使病毒转录受到阻遏，若此应答元件缺失，此段长控制区的增强子活性可增高5倍[26]。

编辑本段其他转录因子

除上述主要的两大类转录因子外，还有其他类型的转录因子参与角朊细胞基因表达的调控。K17基因的上游启动子中有γ干扰素激活的STAT因

子的结合位点，被称为γ干扰素活化序列（GAS），在皮肤发生迟发型接触性过敏时，STAT-91可转位至角朊细胞核内与启动子中的GAS元件结合而激活K17的表达[8]。兔K3基因的5’上游序列中则有NFκB的结合位点（5’GGGCT TTCC-3’），瞬时转染实验表明NFκB基序在体外经诱变后可使兔K3启动子活性丧失20%[21]。此外，在增生过度的小鼠表皮中还可检出高水平的同源异型盒蛋白Hoxb-4、b-6、b-7及a-10[27]。

编辑本段组合调控

转录因子间的相互协作（即组合调控）是保证角朊细胞基因的组织特异性表达的重要机制之一，因为在上述转录因子中，大部分属于遍在转录因子（ubiquitous

transcription factor），如AP1、Sp1。在角朊细胞基因表达的调控中组合调控较为常见。

编辑本段结束语

综上所述，每一个转录因子家族成员既可调节分化早期基因的表达，又可调节分化后期的基因表达，所以在某一分化时期，特定的转录因子可选择性地激活或抑制特定的基因的表达，这就是表皮各层在形态上逐渐发生变化的分子基础；再者，虽然大多数调节元件位于转录起始位点上游，但仍有少数调节元件，尤其是那些调节发育过程中基因表达的元件则可位于内含子中及转录终止位点；此外，在某些角朊细胞的基因表达过程中还涉及到组合调控。正是由于转录因子在角朊细胞基因表达调控中的重要作用，我们可以预料今后会在表皮中鉴定出更多的转录因子，并逐步阐明其作用机理以及与信号转导途径的关系。

编辑本段主要缩写

：INV：套膜蛋白，TG：转谷氨酰胺酶，TPA：佛波酯，KDF-1：角朊细胞分化因子，EBS：ets因子结合位点

跟踪：转录因子激活与靶基因

跟踪：转录因子激活与靶基因 转录因子上游信号通路，以及靶基因专题讨论。 转录因子靶点的鉴定 鉴定转录因子的靶点的第一步通常是将所研究对像敲除掉或超量表达，然后考察基因表达的变化，通常的方法有RT-PCR，消减杂交（subtractive hybridization），差异显示（differential display）和SAGE（analysis of gene expression）等。芯片技术的发展使这种分析变得更加简便。它能一次分析很多的基因。但上面的技术都不能让我们知道所找到的靶基因是否直接的靶基因，可能有大量的基因都是间接被调控的。另外一些技术的发展使我们能够找到直接的靶点，如染色质免疫沉淀（chromatin immunoprecipitation，ChIP）和Dam甲基化酶鉴定法（Dam methylase identification，DamID）。这种技术和芯片技术联合起来可以帮助我们分析在基因组范围内转录因子的结合位点，称作基因组范围的定位分析（Genome-wide location analysis）。另外，基于算法和数据库的生物信息学方法也得到了一定的发展，这表现在从单纯保守位点分析到比较基因组方法的应用，这种方法基于以下事实，在种间高度保守的非编码序列有更大的可能性参与基因调控。 > 1、许多转录因子需要跟一些配体因子结合才能发挥功能。转录因子的蛋白结构一般分三个区：DNA结合区(DBD)，铰链区(hinge domain)，和配体结合区(LBD)，这个区域同时是转录激活/抑制功能区。这样的因子有PPAR, LXR（肝x受体）。 2、有些转录因子的转录激活/抑制功能区不需要配体结合也能发挥功能，比如p53 3、而像NFkB这样的转录因子在细胞内以非活性的形式存在。静息时NF-kB二聚体与I-kB 蛋白家族构成三聚体而存留于胞浆，当细胞受到外界因素，如细菌或病毒感染、炎症细胞因子、TNF、LPS、紫外线照射、电离辐射等刺激后，I-kB将发生磷酸化并迅速降解，NF-kB 被释放，、激活并进入细胞核，结合于特异性DNA位点，从而启动一系列基因的转录，发挥其重要的生物学作用[4]。 转录因子的分类有很多种。从转录的过程来看，如TFIIB, TFIID 等与RNA polymerase II 直接BIND 的称general transcription factor，其他位于启动子上游需要信号激活的转录因子也有一些分类方法。如楼上所说，有需要与配体相互作用以后转核的，如steriod hormone receptor，也有在细胞质内通过细胞膜的第二信使作用激活的蛋白因子，还有一些house keeping gene 的产物，同样也有transcription factor 的作用。与转录密切相关的co-factor，enhancer，也都对转录起重要作用。同时启动子上的一些cis 作用元件。。。对于不同基因激活的方式各异，含盖的方面也比较广。 看大家发了很多了，我就来个比较基础的东西，泛泛的谈谈转录因子是如何激活转录的吧，资料来源于Watson《MBOG》2004版，同时参考了杨克恭（协和的XX老师）讲课所编。

转录调节位点和转录因子数据库介绍_张光亚

１０生物学通报２００５年第４０卷第１１期 ２００３年即Ｗａｔｓｏｎ和Ｃｒｉｃｋ发表ＤＮＡ双螺旋结构５０周年，宣布了人类基因组计划的完成，与此同时，其他许多生物的基因组计划已完成或在进行中，在此过程中产生的大量数据库对科学研究的深远影响是以前任何人未曾预料到的。然而遗憾的是，许多生物学家、化学家和物理学家对这些数据库的使用甚至去何处寻找这些数据库都只有一个比较模糊的概念。 基因转录是遗传信息传递过程中第一个具有高度选择性的环节，近２０年来对基因转录调节的研究一直是基因分子生物学的研究中心和热点，因此亦产生了大量很有价值的数据库资源，对这些数据库的了解将为进一步研究带来极大便利，本文对其中一些数据库进行简要介绍。 １ＤＢＴＳＳ ＤＢＴＳＳ（ＤａｔａＢａｓｅｏｆＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ）由东京大学人类基因组中心维护，网址：ｈｔｔｐ：／／ｄｂｔｓｓ．ｈｇｃ．ｊｐ。最初该数据库收集用实验方法得到的人类基因的ＴＳＳ（ＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ，转录起始位点）数据。对转录起始位点（ＴＳＳ）的确切了解具有非常重要的意义，可更准确的预测翻译起始位点；可用于搜索决定ＴＳＳ的核苷酸序列，而且可更精确地分析上游调控区域（启动子）。自２００２年发布第一版以来已作了多次更新。目前包含的克隆数为１９０９６４个，含盖了１１２３４个基因，在ＳＮＰ数据库中显示了人类基因中的ＳＮＰ位点，而且现在含包含了鼠等其他生物的相关数据。ＤＢＴＳＳ最新的版本为３．０。 在该最新的版本中，还新增了人和鼠可能同源的启动子，目前可以显示３３２４个基因的启动子，通过本地的比对软件ＬＡＬＩＧＮ可以图的形式显示相似的序列元件。另一个新的功能是可进行与已知转录因子结合位点相似的部位的定位，这些存贮在ＴＲＡＮＳＦＡＣ（ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ＴＲＡＮＳＦＡＣ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）数据库中，免费用于研究，但ＴＲＡＮＳＦＡＣ专业版是商业版本。 ＤＢＴＳＳ对匿名登录的用户是免费的，该网站要求用户在使用前注册，用户注册后即可使用。主页分为２个区域，一个介绍网站的部分信息和用户注册，另一区域为用户操作区，该区约分为１０个部分，可分别进行物种和数据库的选择、ＢＬＡＳＴ、ＳＮＰ以及ＴＦ（转录因子）结合部位搜索等部分。后者的使用可以见网页中的Ｈｅｌｐ部分，里面有比较详细的介绍。ＤＢＴＳＳ还提供了丰富的与其他相关网站的链接，如上文提到的ＴＲＡＮＳＦＡＣ数据库、真核生物启动子数据库（Ｅｕｋａｒｙｏｔ－ｉｃＰｒｏｍｏｔｅｒＤａｔａｂａｓｅ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｐｄ．ｉｓｂ－ｓｉｂ．ｃｈ／）以及人类和其他生物ｃＤＮＡ全长数据库等。 ２ＪＡＳＰＡＲ ＪＡＳＰＡＲ是有注释的、高质量的多细胞真核生物转录因子结合部位的开放数据库。网址ｈｔｔｐ：／／ｊａｓｐａｒ．ｃｇｂ．ｋｉ．ｓｅ。所有序列均来源于通过实验方法证实能结合转录因子，而且通过严格的筛选，通过筛选后的序列再通过模体（ｍｏｔｉｆ）识别软件ＡＮＮ－Ｓｐｅｃ进行联配。ＡＮＮ－Ｓｐｅｃ利用人工神经网络和吉布斯（Ｇｉｂｂｓ）取样算法寻找特征序列模式。联配后的序列再利用生物学知识进行注释。 目前该数据库收录了１１１个序列模式（ｐｒｏｆｉｌｅｓ），目前仅限于多细胞真核生物。通过主页界面，用户可进行下列操作：１）浏览转录因子（ＴＦ）结合的序列模式；２）通过标识符（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）和注解（ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ）搜索序列模式；３）将用户提交的序列模式与数据库中的进行比较；４）利用选定的转录因子搜索特定的核苷酸序列，用户可到ＣｏｎＳｉｔｅ服务器（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈｙｌｏｆｏｏｔ．ｏｒｇ／ｃｏｎｓｉｔｅ）进行更复杂的查询。ＪＡＳＰＡＲ数据库所有内容可到主页下载。 与相似领域数据库相比，ＪＡＳＰＡＲ具有很明显优势：１）它是一个非冗余可靠的转录因子结合部位序列模式；２）数据的获取不受限制；３）功能强大且有相关的软件工具使用。ＪＡＳＰＡＲ与ＴＲＡＮＳＦＡＣ（一流的ＴＦ数据库）有较明显的差异，后者收录的数据更广泛，但包含不少冗余信息且序列模式的质量参差不齐，是商业数据库，只有一部分是可以免费使用。用户在使用过程中会发现二者的差异，这主要是由于二者对数据的收集是相互独立的。另外该数据库还提供了相关的链接：如ＭａｔＩｎｓｐｅｃｔｏｒ检测转录因子结合部位，网址ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ｐｒｏｇｒａｍｓ／ｍａｔｉｎｓｐｅｃｔｏｒ／；ＴＥＳＳ转录元件搜索系统，网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｂｉｌ．ｕｐｅｎｎ．ｅｄｕ／ｔｅｓｓ／。 转录调节位点和转录因子数据库介绍! 张光亚!!方柏山 （华侨大学生物工程与技术系福建泉州３６２０２１） 摘要转录水平的调控是基因表达最重要的调控水平之一，对转录调节位点和转录因子的研究具有重要意义。介绍了ＤＢＴＳＳ、ＪＡＳＰＡＲ、ＰＲＯＤＯＲＩＣ和ＴＲＲＤ等相关数据库及其特征、内容和使用。 关键词转录调节位点转录因子数据库生物信息学 !基金项目：国务院侨办科研基金资助项目（０５ＱＺＲ０６） !!通讯作者

ChIP-Seq技术在转录因子结合位点分析的应用

ChIP-Seq技术在转录因子结合位点分析的应用 摘要：染色质免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitaion, ChIP)技术是用来研究细胞 内特定基因组区域特定位点与结合蛋白相互作用的技术。将ChIP与第二代高通量测序技术相结合的染色质免疫沉淀测序(chromatin immunoprecipitation followed by sequencing，ChIP-Seq)技术能在短时间内获得大量研究数据，高效地在全基因组范围内检测与组蛋白、转录因子等相互作用的DNA区段，在细胞的基因表达调控网络研究中发挥重要作用。本文 简要介绍了ChIP-Seq技术的基本原理、实验设计和后续数据分析，以及ChIP-Seq技术在 研究转录因子结合位点中的。 关键词：ChIP-Seq；转录因子； 引言 染色质是真核生物基因组DNA主要存在形式，为了阐明真核生物基因表达调控机制，对于蛋白质与DNA在染色质环境下的相互作用的研究是基本途径。转录因子是参与基因表达调控的一类重要的细胞核蛋白质，基因的转录调控是生物基因表达调控层次中最关键的一层，转录因子通过特异性结合调控区域的DNA序列来调控基因转录过程。转录因子由基础转录因子和调控性转录因子两类组成，其中基础转录因子在转录起始位点附近的启动子区，与RNA聚合酶相互作用实现基因的转录；而调控性转录因子一般与位置多样的增强子序列结合，再通过形成增强体在组织发育、细胞分化等基因表达水平调控中发挥极其重要的作用[1]。 ChIP-Seq是近年来新兴的将ChIP与新一代测序技术相结合，在全基因s组范围内分析转录因子结合位点(transcription factor binding sites，TFBS)、组蛋白修饰(histone modification)、核小体定位(nucleosome positioning)和DNA 甲基化(DNA methylation)的高通量方法[2-4]。其中ChIP是全基因组范围内识别DNA与蛋白质体内相互作用的标准方法[5]，最初用于组蛋白修饰研究[6]，后来用于转录因子[7]。同时，新一代测序技术的迅猛发展也将基因组学水平的研究带入了一个新的阶段，使得许多基于全基因组的研究成为可能。相对于传统的基于芯片的ChIP-chip (chromatin immunoprecipitation combined with DNA tiling arrays)，ChIP-seq 提供了一种高分辨率、低噪音、高覆盖率的研究蛋白质-DNA 相互作用的手段[8]，可以应用到任何基因组序列已知的物种，可以研究任何一种DNA 相关蛋白与其靶定DNA 之间的相互作用，并能确切得到每一个片段的序列信息．随着测序成本的降低，ChIP-seq 逐步成为研究基因调控和表观遗传机制的一种常用手段。此外，为了达到更好的检测效果和更为完整的信息，近年来，将ChIP-Seq和ChIP-chip两者融合的研究具有很好的应用前景[9,10]。 转录因子在器官发生过程中起至关重要的作用，在全基因组水平将转录因子定位于靶基因DNA是认识转录调控网络的有效方法之一，了解基因转录调控的关键是识别蛋白质与DNA的相互作用。ChIP-Seq技术能够揭示转录因子的结合位点和确定直接的靶基因序列，可在体内分析特定启动子的分子调控机制，因此被广泛应用于转录调控机制的研究。本文主要就这一技术在转录因子结合位点研究中的基本原理、实验设计和数据分析等技术层面、以及实际应用层面进行讨论。 1 ChIP-seq基本原理及实验设计 1.1 ChIP技术 蛋白质与DNA相互识别是基因转录调控的关键，也是启动基因转录的前提。ChIP是在全基因组范围内检测DNA与蛋白质体内相互作用的标准方法[11］，该技术由Orlando等[12］于1997年创立，最初用于组蛋白修饰的研究，后来广泛应用到转录因子作用位点的研究中[13］。ChIP的基本原理为：活细胞采用甲醛交联后裂解，染色体分离成为一定大小的片段，然后用特异性抗体免疫沉淀目标蛋白与DNA交联的复合物，对特定靶蛋白与DNA片段进行

植物WRKY转录因子的结构及功能研究进展_常李伟

与

科研探索知识创新与为小波 多分辨率分解尺度，即低通滤波器系数； 分别与低通滤波系数lo-d 、高通滤波系 数Hi-d 各自相乘、累加后，再分别进行下抽取得到低频序列 2淀粉酶启动子区域的W-box 序列结合，从而控制种子糊粉层细胞糖代谢途径的建立。Sun 等（2003）从大麦中分离并纯化出WRKY 型转录因子SUSIBA2，研究表明SUSIBA2是淀粉合成中一个重要的转录调节因子，WRKY 转录因子因此有可能参与碳水化合物的合成代谢。5展望植物WRKY 基因作为植物特有的响应逆境胁迫信号以及调控逆境相关基因表达的重要因子，在植物适应和抵抗逆境过程中具有重要作用。目前对于WRKY 转录因子的研究主要集中WRKY 转录因子在逆境胁迫下的表达模式，从而提高植物对抗各种逆境的能力。但是人们对WRKY 转录因子所介导的植物应答反应及基因调控体系尚不清楚，WRKY 转录因子在各种抗逆信号转导途径及激素信号途径中的信号网络也有待进一步了解。随着分子生物学各种新技术的发展，WRKY 基因在植物抗逆过程中的作用机制将得到更为深入的研究。 参考文献： [1]李蕾,谢丙炎等.WRKY 转录因子及其在植物防御反应中的 作用[J ].分子植物育种,2005,3（3）：401-408. [2]仇玉萍,荆邵娟,付坚等.13个水稻WRKY 基因的克隆及其 表达谱分析[J ]．科学通报，2004，49(18)：1860-1869. [3]3Birnbaum K,Shasha DE,Wang JY ,et al.A gene expression map of the Arabidopsis root [J ].Science,2003,302:1956-1960. [4]4Yoda H et al.Mol Genet Genomics, 2002, 267: 154-161.

植物转录因子及转录调控数据与分析平台

植物转录因子及转录调控数据与分析平台 PlantTFDB：植物转录因子数据库 URL: https://www.wendangku.net/doc/767527951.html, 包含资源：植物转录因子的家族分类规则、基因组转录因子全谱、丰富的注释、转录因子结合图谱(binding motifs)、转录因子预测、系统发生树等 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等165个物种。 PlantRegMap：植物转录调控数据与分析平台 URL: https://www.wendangku.net/doc/767527951.html, 包含资源：植物转录调控元件、植物转录调控网络、转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析、上游调控因子富集分析等。 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等156个物种。 ATRM: 拟南芥转录调控网络及其结构和演化分析 URL: https://www.wendangku.net/doc/767527951.html, 包含资源：基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络、植物转录调控网络的结构和演化特征 涉及物种：拟南芥 植物转录因子及转录调控数据与分析平台(导航页) 我们致力于为广大科研人员提供一个关于植物转录因子和转录调控、集数据和分析于一体的高质量平台，为研究和理解植物转录调控系统保驾护航。 植物转录因子数据库(PlantTFDB) 一套完整的植物转录因子分类规则 覆盖绿色植物各大分支的转录因子全谱 丰富的功能和演化注释 基因组范围的高质量转录因子结合矩阵（156个物种） 在线转录因子预测平台 植物转录调控数据与分析平台(PlantRegMap) 基于高通量实验(ChIP-seq和DNase-seq)和比较基因组方法鉴定的多种转录调控元件 基于转录因子结合矩阵和转录调控元件推测的转录调控网络 涉及165物种的GO注释 一套植物转录调控预测与分析工具，包括转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析及上游调控因子富集分析等 拟南芥转录调控网络及其结构和演化特征(ATRM) 基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络 植物转录调控网络的结构和演化特征

转录因子

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。

转录因子包括什么主要的功能结构域

转录因子包括什么主要的功能结构域？其主要的结构特点与功能是什么？ 作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：①DNA结合域（DNA binding domain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；②转录激活域（activating domain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，一酸性结构域最多见； ③连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA 结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用与转录复合体而影响转录效率。 与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域常见有以几种： ①螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）及螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix，HLH） 这类结构至少有两个α螺旋其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的motif结构以二聚体形式相连，距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm）,两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。 ②锌指（zinc finger）其结构如图所示，每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。例如与GC盒结合的转录因子SP1 中就有连续的3个锌指重复结构。 ③碱性-亮氨酸拉链（basic leucine zipper，bZIP）这结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。两个相同的结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA 双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合，其特征就是能形成bZIP二聚体结构。

转录分析的5种方法

转录分析的5种方法 信号通路，只有一个目的：将细胞的外部信号转换成细胞的内部变化。不管是胰岛素，还是异亮氨酸，抗原还是肾上腺素，它们的终极目的总是如出一则：对转录活性的改变。 这些对于转录活性的影响来自于转录因子与基因的调控区域：如启动子、增强子、沉默子等结合达到的。经典的凝胶迁移滞后试验（the electrophoretic mobility shift assay）已经成为证明某种蛋白能与特定的短基因序列结合的有力方法手段。但是凝胶迁移滞后试验具有速度慢，通量低，不定量和具有放射性的特点。即使完了你还不知道究竟是何种蛋白或者是蛋白的何种基团负责指导体内转录的变化。 为了弄清楚蛋白与基因序列结合的精确位点，需要利用基于抗体的实验。目前已经有了一些方便快捷的分析试剂，可以有力的帮助进行转录研究分析，其中有一些适用于发现型（筛选多种因子），有一些用于证实猜想的。当然这些总是从初期的工作，进入精细进一步的研究工作。 PROTEIN ARRAYS（蛋白芯片） What they are：固定的转录因子阵列，利用标记的基因序列或者蛋白质进行探索。 What to use them for：用于发现和证实转录因子的结合位点或者蛋白－蛋白相互作用。 Pros（优点）：能提供一种在广泛的因子中检测与特定序列结合的因子。 Cons（缺点）：可能会错失一些同源因子和一些转录后的变化。 Things to keep in mind：蛋白分析提供了一种在DNA片段中筛选潜在的结合位点的方法。但这种方法缺乏柔韧性，因此只局限于广泛的已研究的因子。 Available kits： Panomics的 TF Protein Array I for DNA-Protein Interactions (48 proteins, Catalog No. MA3505,

转录因子正文

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

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]，

肺纤维化中转录因子激活及其信号转导途径

!综述! 肺纤维化中转录因子激活及其信号转导途径 胡永斌 曾庆富" 关键词 肺纤维化；转录因子；信号转导；细胞因子 中图分类号 文献标识码 文章编号 （ ） 收稿日期： 修回日期： 基金项目：国家自然科学基金资助课题（ ）作者单位：中南大学湘雅医学院病理学教研室，长沙 作者简介：胡永斌，男， 岁，硕士。 ：（ ） 曾庆富，男， 岁，博士，教授，博士生导师。 ： @ "通讯作者 转录因子通过与靶基因 上游启动子特定的结合位点作用，上调众多的特定靶基因 转录速率和蛋白质合成。在肺炎症／肺纤维化病变中，有许多转录因子被激活，如 C 、 （ ）、 （ ）、 （ ） 等，这些活化的转录因子调控一系列炎性反应相关因子的基因表达，形成瀑布效应。因此，转录因子在肺炎症／肺纤维化发生机制的信号级联中起非常重要的枢纽作用。但不同的细胞外信号激活转录因子的机制各不相同。笔者对几种重要的转录因子在肺纤维化中表达、激活及其信号转导途径的研究进展作一概述。 ! C 是目前研究最多的转录因子，其亚单位 、 、 、 、 聚合形成同源或异源二聚体。在静息细胞， C 与抑制剂 C （ C 和 C ）结合，定位于胞质中。当细胞受到刺激， C 磷酸化，遍在蛋白化，后被 蛋白酶小 体（ ）降解。 C 与 C 的解离暴露了 ／ 的核定位信号， C 从细胞质转位于细胞核，与 C 反应性基因的C 位点结合并调节 C 反应性基因的转录。现已发现能激活 C 的因素很多，包括各种应激性刺激、细菌粘多糖、病毒、氧自由基和多种细胞因子、生长因子等，但其机制却不相同；另一方面， C 至少参与了 多种基因的转录激活，如与细胞粘附、炎症细胞趋化、细胞外基质的降解、细胞分化、细胞凋亡、免疫刺激等相关基因。 研究表明，人类多种肺炎性疾病如特发性肺间质纤维化（ ）、慢性支气管炎和成人呼吸窘迫综合征（ ）以及矽尘、博莱霉素（ ）、石棉等诱导的实验性肺纤维化中均有 C 被激活。动物实验发现经支气管内灌注矽尘后的 雄性大鼠，其支气管肺泡灌洗液（ ）的肺泡巨噬细胞内可检测到 C 的持续激活， C 的激活与矽尘引起的 肺部炎症性病变程度有关〔 〕。体外矽尘通过激活 C 上 调肺泡巨噬细胞炎性分子基因表达如 、 等〔 〕。 等 〔 ~ 〕对矽尘如何激活巨噬细胞 C 的信号转导途径进行了较多的研究，将小鼠巨噬细胞系 与矽 尘共育，可诱导细胞内 C 的活化，蛋白酪氨酸酶抑制剂 可明显提高 C 的 结合活性，而蛋白酪氨酸激酶抑制剂却可阻断 这一效应；同时在矽尘作用下，细胞内活性氧 增加， C 被激活而且可被过氧化物酶等抗氧化剂抑制，但蛋白激酶 或 （ 、 ）抑制剂对 C 活化则没有明显的抑制效应； 等〔 〕认为蛋白酪氨酸激酶（ ）和活性氧 可能在矽尘 激活 C 的信号通路上发挥重要的作用。进一步研究发现，矽尘可诱导 细胞内 C 酪氨酸磷酸化而导致 C 活化，抗氧化剂可能是通过阻断 C 酪氨酸磷酸化过程发挥抑制 C 活化的作用。此外， 矽尘还可诱导 细胞产生一氧化氮（ ）， 可提高 C 与 的结合力， 这与 蛋白介导的信号通路有关。矽尘作用于肺泡巨噬细胞、人单核细胞系可致 内流增加， 作为第二信使可激活 C ，调控有关前炎症分子的基因表达〔 〕。由此可见，矽尘诱导的巨噬细胞 C 活化是由多 种信号转导途径介导。 在 致小鼠肺纤维化模型中，肺组织匀浆 C 亚单位 蛋白水平大大提高，针对 C 的反义寡核苷酸掺入激活的肺泡巨噬细胞，能改善 所致的肺损伤、 肺炎症／肺纤维化病变，明显提高小鼠生存率〔 〕。 和 通过下调 C 的转录活性来抑制 所致的肺损 伤和肺纤维化〔 〕。但 激活 C 信号途径尚不清楚。 石棉刺激气管移出物也可激活 C ，上调前胶原表达， （ ）抑制剂 能抑制上述效应〔 〕 。 ／ 小鼠吸入石棉纤维 ~ 后，纤维化受损部位肺上皮细胞中磷酸化 大大 增加，表明 （ ）信号分子可能与石棉肺纤维化中 C 激活有关〔 〕。 人类特发性间质肺纤维化（ ）患者肺组织中支气管和肺泡上皮细胞表面 （属于 ）表达增加，局部浸润的淋巴细胞表面 表达量也相应上调。 等指出， 可诱导支气管上皮细胞内 C 激活，致使 分泌。后者是参与肺炎症／肺纤维化的重要细胞因子。 由此可见， 、 、 、 、 、 可能是肺纤维化中激活 C 的重要信号分子， 但其更精细的信号转导机制有待进一步阐明。 是由 和 家族成员组成的序列特异性转录 ? ?临床与实验病理学杂志 ； （ ）

转录因子

转录因子 转录因子是细胞的蛋白质哨兵，它决定DNA 中众多基因中的某些特定基因在给定的时间内转录为mRNA 。细菌里面含有200~300种转录因子，而动物细胞包约含1000种。通过使DNA 和基本转录装置联系起来，转录因子决定了细胞的蛋白质结构。作为初级控制者，它们在细胞内浓度很低。其浓度很大程度上取决于具体的蛋白质、细胞类型和环境因素，根据经验法则，它的在浓度在n 摩尔(nM)浓度范围，细菌的每个细胞有1~1000个转录因子，在哺乳动物细胞中约有36 10~10个。通常，低浓度转录因子只控制少数基因，高浓度的则相反。 转录因子激活DNA 转录 拓展：在分子生物学中，转录因子（Transcription factor ）是指能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，这些蛋白质能调控其基因的转录。转录因子可以调控核糖核酸聚合酶（RNA 聚合酶，或叫RNA 合成酶）与DNA 模板的结合。转录因子一般有不同的功能区域，如DNA 结合结构域与效应结构域。转录因子不单与基因上游的启动子区域结合，也可以和其它转录因子形成转录因子复合体来影响基因的转录。 转录因子的调节是一个十分复杂的过程, 因为它取决于很多因素，其中最明显的是其他的DNA 结合蛋白(包括转录因RNA 聚合酶 转因录 子

子等)以及局部的染色体结构. 早期的体外实验认为DNA序列决定转录因子的装配顺序，但愈来愈多的证据显示转录的激活取决于大量的转录因子的相互作用。目前表观遗传学似乎对转录激活也扮演重要角色。 通常每个细胞只含大约10个四聚体，大多数转录因子有相似或者更高的浓度为每nM几十个或上百个。有趣的是，DNA非特定的吸引力使90%的乳糖抑制体被吸附在DNA周围，只有少数的溶解在细胞质内。这引发了一个重要的问题：与如此少量的随机波动是如何被生物细胞控制的？例如，如果这些转录因子是完全随机的，在细胞分裂时，如此少量的的转录因子可能使某些子细胞完全不含转录因子。 更多的的努力被投向了一直以来研究最多的蛋白质，如p53 ——一种出现在近50%的癌症中的转录因子。正如其他许多蛋白质一样，它的名字起源于它的最初表征凝胶，p53蛋白的分子量为53kDa。现在我们已经知道它的质量为43.7kDa，它缓慢的移动速度是笨重的脯氨酸残基造成的，但它的名字p53还是保留了下来。这些转录因子促使细胞程序性死亡来防止其继续增殖，抑制肿瘤的生长。它有自己的特征浓度约100 nM。转录因子通过与来自受体信号相互作用，来改变它们与DNA的结合属性，从而调整转录信息。癌细胞中DNA的变异改变p53与它控制的下游基因的结合属性，从而阻止细胞死亡，导致细胞不可控增殖。 肿瘤蛋白p53——P53与DNA结合

转录因子蛋白质结构分析

植物转录因子蛋白质结构 转录因子是生物体内直接结合或间接作用于基因启动子区域、形成具有RNA聚合酶活性的转录复合体的蛋白质因子，通过其调控基因的表达来影响生物的表型及对外界刺激的保护，从而完成了生物在转录水平的调控。按功能可分为通用转录因子、序列特异性转录因子、辅助转录因子等。而与RNA聚合酶I、Ⅱ、Ⅲ相对应的有3类转录因子，分别是TFI、TFⅡ、TFⅢ。锌指蛋白就是属于其中的TFⅢ型转录因子，它是生物中发现种类最多、研究较为广泛、在真核生物中具有重要调控作用的一类转录因子。 通过对蛋白质的结构进行分析表明，典型的植物转录因子一般由DNA结合区(DNA—binding domain)、寡聚化位点(oligomerization site)、转录的调控区(transcription regulation domain)、细胞核定位信号区(nuclear localization signal，NLS)组成，这些功能区域决定了各个转录因子的具体功能。 DNA结合区(DNA—binding domain)DNA序列中有许多具有重要作用的顺式作用元件，能够识别并与之结合的氨基酸序列就是转录因子的DNA结合区。相同类型的转录因子都能够识别比较保守的氨基酸序列(DNA结合区)。而且植物转录因子的分类依据就是DNA结合区和寡聚化位点的保守区的差异。其中bHLH结构域、bZIP结构域、锌指结构域、MADS结构域、MYC 结构域、MYB结构域和类Myc蛋白等都是典型的植物转录因子的DNA结合区。这些典型的结合区与顺式作用元件识别及结合的特异性由DNA结合区中特定的氨基酸序列来决定。它们与顺式作用元件的亲和性和特异性由DNA结合区的二级结构来决定。 bHLH(basichelix-loop-helix)家族转录因子普遍存在于真核生物中。目前,已在拟南芥中发现了147个bHLH家族转录因子基因。bHLH转录因子约由60个氨基酸残基组成,因HLH结构上游富含碱性氨基酸而得名,含有两个相连的基本亚区,即HLH Motif及其上游富含碱性氨基酸基序,其中碱性氨基酸基序与DNA结合有关,对基因的转录发挥调控作用。bHLH转录因子的HLH 区长为40-50个氨基酸残基,参与二聚体形成,有HLH蛋白的共同模体,即具有两条短小的既亲水又亲脂的两性α-螺旋,螺旋区的长度为15-16个氨基酸,含有各种保守的氨基酸残基,两个α-螺旋由连接区(环)相连,连接环的长度不等,由12-28个氨基酸组成,螺旋的一侧有疏水氨基酸。bHLH转录因子两条α-链依赖疏水氨基酸的相互作用形成同型或异型二聚体,从而与启动子的不同部位相结合。缺少碱性区的HLH蛋白可以与bHLH蛋白形成二聚体,但无结合DNA 的能力。 bZIP转录因子是真核生物转录因子中分布最广泛、最保守的一类转录因子。几乎所有真核细胞中都发现了bZIP结构域的转录冈子。根据植物bZlP转录因子结构特点和功能可以将bZIP 家族划分为10个亚族。所有的bZIP转录因子除了都具有两种保守的结构域外，同一个亚族内的bZIP转录因子还有额外的共有特征，如亮氨酸拉链的大小、类似的DNA结 合碱性结构域和类似的cis元件等。植物bZIP类转录因子的共同结构特点是：(1)含有与特异DNA序列相结合的碱性结构域，大约由20个氨基酸组成，紧靠亮氨酸拉链结构域的N末端，能与专一的DNA序列进行相互作用；(2)参与寡聚化作用的亮氨酸拉链区与碱性区紧密相连，每7个氨基酸的第7位含有一个亮氨酸。亮氨酸拉链形成一个两亲的螺旋结构，该结构参与bZIP蛋白与DNA结合之前的二聚体化；(3)转录因子的N末端含有酸性激活区；(4)以二聚体形式结合DNA，肽链N末端的碱性区与DNA直接结合。 至今，发现了三类锌指结构。一类是类似TFIIIA，如哺乳动物细胞的SP1。第二类锌指结构是通过NMR（核磁共振）检测到的，这类结构有点类似于HTH结构。它是由两个环-螺旋结构组成，命名为“双环-锌-螺旋”（double loop-Zn-helix），锌离子与在环开始部分中的两个半胱氨酸和两个а-螺旋的N端的两个氨基酸残基作用，靠近第一个а-螺旋N端的残基决定了

转录共激活因子在金雀异黄酮促进小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中的作用重点

瞯基础研究瞯 ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６６９９．２０１６．０２．０１１ 基金项目：湖北省教育厅科学技术研究项目（Ｂ２０１４０１８） 作者单位：４３７１００湖北科技学院药学院（廖清船、任平、张又枝、闵清）；中南大学湘雅医院消化科（刘霆）；湖北科技学院糖尿病与心脑血管病变实验室（余薇、蔡飞、刘超） 转录共激活因子在金雀异黄酮促进小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中的作用 廖清船　刘霆　任平　张又枝　余薇　蔡飞　闵清　刘超 【摘要】　目的　研究转录共激活因子（ＴＡＺ）在金雀异黄酮（Ｇｅｎ）促进小鼠骨髓间充质干细胞（ＢＭＳＣｓ）向成骨细胞分化过程中的作用。方法 全骨髓贴壁法原代培养小鼠ＢＭＳＣｓ，测定碱性磷酸酶 （ＡＬＰ）活性、钙（Ｃａ）沉积量、骨唾液酸蛋白（ＢＳＰ）和骨钙素（ＯＣ）表达水平反映ＢＭＳＣｓ向成骨细胞分化状况；设计并合成针对ＴＡＺ的ｓｉＲＮＡ（ｓｉＴＡＺ）转染ＢＭＳＣｓ，在成骨定向分化培养基中添加Ｇｅｎ，比较ｓｉＴＡＺ转染组与ｓｉＴＡＺ未转染组成骨细胞分化状况；免疫共沉淀实验观察ＴＡＺ和成骨细胞特异性转录因子ｃｂｆａ１的结合，并观察Ｇｅｎ对ＴＡＺ表达及其与ｃｂｆａ１结合的影响。结果 ＢＭＳＣｓ向成骨细胞诱导分化过程检测到 ＴＡＺ表达，ｓｉＴＡＺ转染后ＡＬＰ活性、Ｃａ沉积量显著降低。Ｇｅｎ剂量依赖性（０．０１μｍｏｌ／Ｌ、０．１μｍｏｌ／Ｌ、１μｍｏｌ／Ｌ）刺激ＴＡＺ蛋白表达增加；Ｇｅｎ（１μｍｏｌ／Ｌ）不仅增加ＴＡＺ总蛋白表达，还促使ＴＡＺ向细胞核内移 位，Ｇｅｎ（１μｍｏｌ／Ｌ）显著提高培养细胞ＡＬＰ活性、Ｃａ沉积量以及ＢＳＰ和ＯＣ表达水平，而在ｓｉＴＡＺ转染组则未见明显变化；免疫共沉淀证实ＴＡＺ可以直接与ｃｂｆａ１结合，Ｇｅｎ（１μｍｏｌ／Ｌ）可使ＴＡＺ与ｃｂｆａ１结合增强。结论ＴＡＺ参与了ＢＭＳＣｓ向成骨细胞分化过程，Ｇｅｎ可通过增强ＴＡＺ表达及核移位促进ＢＭＳＣｓ向成骨细胞分化。 【关键词】　金雀异黄酮；骨髓间充质干细胞；成骨细胞分化；转录共激活因子 ＲｏｌｅｏｆＴＡＺｉｎｇｅｎｉｓｔｅｉｎｉｎｄｕｃｅｄｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗ－ｄｅｒｉｖｅｄｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ ｓｔｅｍｃｅｌｌｓＬｉａｏＱｉｎｇｃｈｕａｎ倡，ＬｉｕＴｉｎｇ，ＲｅｎＰｉｎｇ，ＺｈａｎｇＹｏｕｚｈｉ，ＹｕＷｅｉ，ＣａｉＦｅｉ，ＭｉｎＱｉｎｇ，ＬｉｕＣｈａｏ．倡 ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，ＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｎｉｎｇ４３７１００，Ｃｈｉｎａ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｒｏｌｅｏｆｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ－ｃｏａｃｔｉｖａｔｏｒｗｉｔｈＰＤＺ－ｂｉｎｄｉｎｇｍｏｔｉｆ（ＴＡＺ）ｉｎｇｅｎｉｓｔｅｉｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗ－ｄｅｒｉｖｅｄｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ（ＢＭＳＣｓ）．ＭｅｔｈｏｄｓＭｏｕｓｅＢＭＳＣｓｗｅｒｅｃｕｌｔｕｒｅｄｉｎｐｈｅｎｏｌｒｅｄ－ｆｒｅｅα－ＭＥＭｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓｆｏｒｉｎｄｕｃｉｎｇｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．ＢＭＳＣｓｗｅｒｅｔｒａｎｓｆｅｃｔｅｄｗｉｔｈｓｉＲＮＡ－ＴＡＺａｎｄｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｇｅｎｉｓｔｅｉｎ．ＴｈｅｔｅｍｐｏｒａｌｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｉｎＢＭＳＣｓｃｕｌｔｕｒｅｓｗａｓａｓｓａｙｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇａｌｋａｌｉｎｅｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ（ＡＬＰ）ａｎｄｃａｌｃｉｕｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．ＴｈｅｍＲＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｂｏｎｅｓｉａｌｏｐｒｏｔｅｉｎ（ＢＳＰ）ａｎｄｏｓｔｅｏｃａｌｃｉｎ（ＯＣ）ｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｒｅｖｅｒｓｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ－ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ（ＲＴ－ＰＣＲ）．ＴｈｅｂｉｎｄｉｎｇｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＴＡＺａｎｄｃｂｆａ１ｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｃｏ－ｉｍｍｕｎｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．ＲｅｓｕｌｔｓＴＡＺｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｎｄｕｃｔｉｏｎｏｆｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ，ｔｈｅＡＬＰａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｃａｌｃｉｕｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎＢＭＳＣｓｗｈｉｃｈｗｅｒｅｔｒａｎｓｆｅｃｔｅｄｗｉｔｈｓｉＲＮＡ－ＴＡＺ．Ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ（０．０１－１μｍｏｌ／Ｌ）ｅｘｈｉｂｉｔｅｄａｄｏｓｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎＴＡＺｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｍｏｕｓｅＢＭＳＣｓｃｕｌｔｕｒｅｓ．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｇｅｎｉｓｔｅｉｎ（１μｍｏｌ／Ｌ）ｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｉｎｃｒｅａｓｅｄＡＬＰａｖｔｉｖｉｔｙａｎｄｃａｌｃｉｕｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＢＭＳＣｃｕｌｔｕｒｅｓａｓｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｉｍｅ．Ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ（１μｍｏｌ／Ｌ）ａｌｓｏｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅｎｕｃｌｅａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＴＡＺａｎｄａｕｇｍｅｎｔｅｄｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＴＡＺａｎｄｃｂｆａ１，ａｎｄｂｙｗｈｉｃｈｕｐｒｅｇｕｌａｔｅｄｃｂｆａ１－ｍｅｄｉａｔｅｄｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｕｃｈａｓＢＳＰａｎｄＯＣ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅＡＬＰａｖｔｉｖｉｔｙａｎｄｃａｌｃｉｕｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＢＳＰａｎｄＯＣｗｅｒｅｎｏｔｐｒｏｍｏｔｅｄｂｙｇｅｎｉｓｔｅｉｎｉｎＢＭＳＣｓｔｒａｎｓｆｅｃｔｅｄｗｉｔｈｓｉＲＮＡ－ＴＡＺ．ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎＴｈｅｓｅｄａｔａｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅＴＡＺｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｇｅｎｉｓｔｅｉｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆｍｏｕｓｅＢＭＳＣｓｃｕｌｔｕｒｅｓ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】　Ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ；Ｂｏｎｅｍａｒｒｏｗ－ｄｅｒｉｖｅｄｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ；Ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ；Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ－ｃｏａｃｔｉｖａｔｏｒｗｉｔｈＰＤＺ－ｂｉｎｄｉｎｇｍｏｔｉｆ （ＣｈｉｎＪＥｎｄｏｃｒｉｎｏｌＭｅｔａｂ，２０１６，３２：１３３－１３８） 骨质疏松是以骨质量的丢失以及骨组织的退变为 特征的骨代谢疾病，研究发现其发病病因及愈后恢复 与骨髓间充质干细胞（ＢＭＳＣｓ）的增殖和分化密切相关［１］ 。金雀异黄酮（ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ，以下简称Ｇｅｎ）是一类植物来源的化合物，其结构与雌激素类似并具有弱雌激素样活性，近年来Ｇｅｎ因具有防治骨质疏松的功能而成为研究热点，但其作用机制尚未完全清楚。 ＴＡＺ（ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｃｏ－ａｃｔｉｖａｔｏｒｗｉｔｈＰＤＺｂｉｎｄｉｎｇ