蛋白质与核酸的相互作用-核酸结合蛋白.pptVIP

蛋白质与核酸的相互作用-------核酸结合蛋白 主要介绍内容 核酸结合蛋白的功能与分类 核酸被蛋白质识别 蛋白质中DNA结合motif 蛋白质中RNA结合motif 蛋白质核酸结合的分子基础 序列特异性结合 研究蛋白质核酸相互作用的技术 一、核酸结合蛋白的功能与分类 核酸结合蛋白的功能： 结构和包装蛋白: 染色体中的组蛋白、病毒的衣壳蛋白等； 运输和定位作用: DNA在核仁分离和定位、质粒的转移等； 代谢和重排作用: 与DNA和RNA聚合、修复、重组等； 基因表达作用: 基因复制、转录、翻译等。 一、核酸结合蛋白的功能与分类 核酸结合蛋白的分类： 非特异性结合蛋白质 序列特异性结合蛋白质 结合非正常结构的蛋白质(与DNA不正常碱基、重组中间体结合的蛋白质等) 二、核酸的蛋白质识别 2.1 DNA识别的一般方式 2.1.1 同双链DNA结合的蛋白质种类 同DNA末端相互作用的蛋白质：DNA外切酶、DNA连接酶等； 围绕DNA或以深的狭缝结合DNA的蛋白质：DNA聚合酶、拓扑异构酶等； 同DNA双螺旋的表面作用的蛋白质：大多数转录因子、限制性内切酶、DNA包装蛋白、位点特异的重组酶、DNA修复酶等 2.1.2 DNA结合蛋白的基本识别结构 2.2 RNA识别的一般方式 与RNA结合的蛋白质多以β-折叠为识别部位。 RNA结构的特点：胞内RNA一般呈单链结构，但往往折叠成各种二级结构（突起、发夹、茎环等）。 三、蛋白质中与DNA结合的motif 3.1 螺旋-转角-螺旋（HTH）motif 3.1.1 螺旋-转角-螺旋motif基本模式 3.1 螺旋-转角-螺旋motif 3.1.2 HTH存在部位：基因调控蛋白结构中，如LacZ阻遏蛋白、Trp阻遏蛋白、λ-阻遏蛋白Cro、噬菌体434阻遏蛋白等。 3.1.3 HTH结构特点：两个α-螺旋之间的β-转角一般有四个氨基酸组成，其中第二个氨基酸多为Gly，第一个螺旋起稳定作用，并使第二个螺旋(C-端）暴露出来与DNA大沟结合。 3.1.4 有的HTH结构由4个α-螺旋，此时一般第二和第三个α-螺旋起稳定和结合作用，如果蝇中的触角足蛋白。 3.1 螺旋-转角-螺旋motif 3.2 半胱氨酸-组氨酸锌指 3.2.1 Cys2-His2锌指组件 3.2.2 常见的锌指结构三种类型 3.2.3 锌指结构的特点 Cys2His2锌指：在与锌离子结合的肽链上有一个保守的序列：C-X2-4-C-X2-4-F-X5-L-X2-H-X3-4-H.其中L位于锌指的手指端，与DNA的大沟作用。 多Cys锌指结构：与锌离子相连的氨基酸均为半胱氨酸，多存在于类固醇激素核受体家族。 锌双核族锌指结构：由6个半胱氨酸共与两个锌离子结合，具有下列保守结构：C-X2-C-X6-C-X6-C-X2-C-X6-C 3.2.3 锌指结构的特点 3.2.3 锌指结构的特点 3.3 碱性结合结构域 都有一个高度碱性的α螺旋，作为与DNA识别的基本结构； 包括碱性亮氨酸拉链和碱性螺旋-环-螺旋两种结构。 3.3 碱性结合结构域 3.3 碱性结合结构域 研究表明：碱性结合结构域中，与DNA结合识别的α螺旋可能是与DNA结合的结果。 如酵母bZIP蛋白的碱性结构域, 在溶液中为一种无序的部分螺旋的结构; 当其同DNA结合时，这种构象发生了变化，诱导了典型的α螺旋形成。 3.4 类组蛋白结构motif 真核细胞的DNA分子，通过与组蛋白的作用，将组蛋白包裹成核小体。每个核小体中含有两个负超螺旋的DNA结构，与组蛋白相结合。 序列分析表明，组蛋白H2A、H2B、H3和H4之间仅有20%的同源性，但它们都包含介导二聚体化的螺旋-链-螺旋结构。H1也具有相似的结构。 3.4 类组蛋白结构motif 研究表明：许多转录因子与组蛋白同源，如人类TAFII31与H3同源；TAFII80与H4同源；TAFII20同H2B同源，但目前还没有找到与H2A同源的因子。 更为惊奇的是TAFII20、TAFII31和TAFII80可以组成类似于组蛋白八聚体的四级结构。 3.5 通过β链识别的蛋白 在三种细菌阻遏物（MetJ，Are和Mnt）中发现了一种带-螺旋-螺旋的motif，这三个阻遏物以二聚体的形式作用，每个单体提供一个由两个α螺旋稳定的单个β链，二聚化是DNA结合结构域所必须的。 3.5 通过β链识别的蛋白 四、蛋白质中RNA结合motif RNP（核糖核蛋白）结构域： 有两个保守motif-RNP1和RNP2，均为一个大结构的一部分，β-α-β-β-α-β，其中motif 位于中心的一个β折叠处。通常与SnRNA结合, SnRNA的一