核酸结合蛋白.pptVIP

第17章核酸结合蛋白 基本概念和定义 蛋白和核酸的相互作用主要可分为四类： （1）即结构和包装作用（如组蛋白、病毒衣壳蛋 白等）； （2）运输和定位作用（tRNA,mRNA和核糖体结合）； （3）代谢和重排作用（如DNA和RNA聚合酶、核酸 酶、解旋酶等）； （4）基因表达作用（如RNA聚合酶、转录因子、核 糖体和起始因子等）。 值得注意的是：对于特定蛋白而言，其功能并 不是唯一的。 根据底物的特殊性，核酸结合蛋白可分为三类： （1）非特异性结合蛋白； （2）序列特异性结合蛋白； （3）结合特殊结构的蛋白（如在DNA中的不正常碱基，重组中间体，以及核内含子套索）。 大部分核酸结合蛋白在一个内部位点以定位方式相互作用。 用于蛋白和核酸识别的非共价键主要包括（1）静电吸引和氢键，（2）主链连接，（3）氢键和碱基连接。同时，在相互作用时，蛋白和核酸的构象常常发生改变，以产生最大的互补作用表面。 (二)RNA识别的一般方式 1、识别基础： （1）一级序列（如SD序列，加尾序列） （2）RNA折叠形成的高级结构： 二级结构(突起，发夹，茎环)如著录 终止，tRNA的加工，内含子剪切等 三级结构（三股螺旋，tRNA的L-形结构） 如aa-tRNA和氨酰合成酶的结合 。 2、RNA结合蛋白的特征 （1) 局部形成方式同RNA相互作用； （2）β折叠常用于相互识别的表面 凸起：双螺旋的一条链上有单个碱基多余时出现的结构 凸环：双螺旋的一条链上有多于一个碱基多余时出现的结构 内部环：双链结构中由于一个或多个碱基错配形成的畸形结构 发夹/茎环结构：具有不完善的两侧对称结构的区域形成的二级结构，两段互补的序列可形成茎干，完全互补时形成的结构称为发夹，一端有未配对的碱基时形成茎环结构或发夹环结构 柄环结构：一段独立的核酸序列，末端形成一小段互补配对的结构，其余部分形成环 十字型结构：具有回文序列的双链核酸中，当两条链都可自发形成发夹/茎环结构时可产生十字型结构 大肠杆菌16S  rRNA的二级结构 I 类内含子的二级结构 植物病毒和类病毒 类病毒（viroids）感染性RNA分子，独自具有功能，外面不包被任何蛋白外壳。 拟病毒（virusoids）与此结构相同。但包被在植物病毒内。拟病毒本身不能复制，必须依赖病毒的帮助，这种拟病毒有时称为卫星RNAs（satellite RNAs） tRNA的三级结构（L型）： The ribbon-helix-helix motif. Lac阻遏蛋白 λ的CI蛋白 同源异形结构域（Homeodomains，HD） 是一种编码60aa的序列，长180bp，它存在于很多控制果蝇早期发育基因中，在高等生物中也发现了相关基序。 HD的C-端区域和原核阻遏蛋白的HTH同源，但也有几点不同: （1）HD的C端由3个α-螺旋构成，螺旋3结合于大沟，长17aa；而阻遏蛋白由5个α-螺旋构成，螺旋3长仅9个 aa； （2）原核的HTH的以二聚体形式与DNA结合，靶序列是回文结构，而HD是以单体形式与DNA结合，靶序列不是回文结构； （3）HD N-端的臂位于小沟，而HTH螺旋1的末端与DNA的背面接触。 触角足蛋白的同源结构域 POU(pit-1,oct-1,oct-2,和线虫unc-86基因)结构域 由70到75个氨基酸构成，位于许多真核转录因子 的同源盒结构域(Homeobox)的上游。POU结构域 有两个保守的区域，一个为POU特异结构区域， 另一个是POU的同源结构域，两个亚结构域由一 个螺旋-转角-螺旋模体作为结合DNA的功能区， 同时也参与介导蛋白质-蛋白质间的作用。现在已 知，许多转录因子都可和POU结构域发生作用。 POU转录因子 在包括蚯蚓、昆虫和脊椎动物在內的五门动物中，都存在一组控制眼功能发育的基因叫Pax-6（paired box gene 成对框-6）。 典型的锌指蛋白有一组锌指，单个的锌指的保守序列是：Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X2-His,根据锌结合位点的氨基酸又把锌指分成为2Cys/2His和2cys/2cys两类，前者为Ⅰ型，后者为Ⅱ型锌指，Ⅰ型结构“指”的本身由23aa组成，“指”与“指”之间通常由7-8aa连接。 View of the Lac repressor DNA complex, as determined by X-ray crystallography. Here the repressor tetramer is shown binding to two operators. Each