转录因子是一类能够结合在DNA上并调控基因表达的蛋白质,在基因转录和调节中起着不可或缺的作用。转录因子主要分为三大家族,即锌指蛋白家族、基本-环-螺旋结构家族和家族无关的螺旋结构家族。而具体又细分为了下面33种家族类别,大家可以结合图文详细了解哦!
1. SMAD
概念:SMAD由一系列结构相似的蛋白组成,是转化生长因子(TGF-B)超家族受体的主要信号转导因子,对调节细胞发育和生长至关重要。
结构:SMAD大约有400~500个氨基酸,由氨基和基末端的两个球状区域组成,由一个连接区域连接。这些球状区域在R-SMADS和CO-SMADS中高度保守,在N端称为Mad同源性1(MH1),在C端称为MH2。
功能:受体磷酸化的R-SMADS可以通过MH2结构域,在体外与SMAD4形成同源三聚体和异质三聚体。MH1和MH2之间的连接区不仅是连接体,在蛋白功能和调控中还起着重要作用。
2. FOX蛋白
概念:一个高度保守的蛋白质家族,该家族蛋白都拥有能结合特定基因组DNA的叉头结构域(Forkhead domain)。
结构:由80~100个氨基酸组成的序列,与DNA结合形成一个基序。由于头基序在蛋白质结构域呈现一种环状蝶形外观,也被称为翼螺旋。“叉头蛋白”是螺旋-旋转-螺旋类蛋白的一个亚群。
功能:FOX蛋白是一类转录因子家族,在调节细胞生长、增殖、分化和长寿相关基因的表达方面发挥着重要作用。许多FOX蛋白对胚胎发育很重要。FOX蛋白还具有开创性的转录活性,在细胞分化过程中能够结合固缩状染色质。
3. bHLH
概念:一种蛋白结构基序,碱性螺旋-环-螺旋的二级结构组合。
结构:bHLH超家族成员含有2个高度保守且功能不同的结构域:碱性区域(basicregion)和螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH)区域。
功能:bHLH在细胞发育或细胞活性中起重要作用。其中的BMAL1-Clock是分子生物钟里的核心转录复合物。
4. AT hook
概念:一种新的DNA结合基序,其他功能与已知的DNA结合蛋白基序不同。
结构:具有以精氨酸-甘氨酸-精氨酸-脯氨酸(RGRP)四个残基为中心的特征结构。
功能:AT-hook基序广泛存在于不同物种的DNA结合蛋白中,AT-hook蛋白在染色质结构组装和对目标基因转录活性的调控中起着重要的作用,进而影响生物的生长发育。
5. Nuclear receptor
概念:一种后生动物中含量最丰富的转录调节因子之一,在新陈代谢、性别决定与分化、生殖发育和稳态的维持等方面发挥着重要的功能。
结构:包含一个氨基末端反式激活结构域、一个高度保守的中央区域锌指DNA结合域以及一个C端配体结合域。配体结合其相关的核受体会导致靶组织内特异性基因的反式激活。
功能:在互作反应中,这些受体常常与其他蛋白质一起调节特定基因的表达,从而控制机体的发育、稳态和代谢。
6. bZIP
概念:碱性亮氨酸拉链转录因子,由碱性(basic)区和亮氨酸拉链(leucine zipper)区两部分构成。
结构:包含一个介导序列特定的DNA结合特性的区域,以及连接(二聚)两个DNA结合区域所需的亮氨酸拉链。DNA结合区域通常为碱性氨基酸,如精氨酸和赖氨酸。包含这种特殊结构的蛋白质即为转录因子。
功能:bZIP转录因子存在于所有真核生物中,是二聚体转录因子最大的家族之一。bZIP转录因子之间的相互作用较为繁杂,在上皮组织的癌变发展、内分泌组织细胞合成类固醇激素、影响生殖功能的因子等影响人类健康的多种现象中发挥着重要作用。
7. HMG/Sox
概念:是一种在胚胎发育和细胞重编程过程中确定细胞命运的重要的调控因子,在多能干细胞和神经干细胞的更新和分化等过程中发挥了重要作用。
结构:均含有一个与SRY相关的HMG box同源的高度保守的HMG-box DNA结合域。
功能:主要参与胚胎发育的转录调控,决定细胞的归宿,对多种组织器官的发育具有重要的作用,并参与人类性别的决定。
8. Ets
概念:是转录因子家族中最大的家族之一,且为动物特有。该家族基因在人中有29个,在老鼠中有28个,在线虫中有10个,在果中有9个。
结构:所有的ETS家族蛋白都有一个高度保守的DNA结合结构域,即ETS结构域,该结构域有一个螺旋转螺旋的侧翼,可以结合有GGA(A/T)序列的DNA结合位点。就如与DNA结合的功能一样,有事实证明ETS结构域也包括蛋白质与蛋白质之间的相互作用。
功能:ETS家族有很多功能,包括细胞分化的调控,细胞周期的调控细胞迁移、细胞增殖、细胞凋亡、血管生成等。许多ETS都被证实与癌症有关,如通过基因的融合。
9. E2F
概念:在高等真核生物中编码转录因子家族(TF)的一组基因。其中E2F1、2和E2F3a作为活化因子,E2F3b、E2F4-8的6个作为抑制因子。
结构:E2FS作为TFS与目标启动子序列中的TTTCCCGC(或轻微变化的类似序列)位点结合。
功能:主要参与哺乳动物细胞的细胞周期调控和DNA合成。
10. THAP finger
概念:具有一个进化保守的C2CH锌配位结构域,与一大类细胞因子(THAP蛋白)共享。
结构:含有90个残基结构域。THAP家族的原型,具有zinc-dependent sequence-specific DNA结合活性和识别DNA目标达成共识的11个核苷酸序列,THAP-type zinc finger可以在一个或多个副本中,可以与其他相关结构域相关联,如C2H2型锌指。
功能:充当控制细胞增殖、细胞周期进程、血管生成、细胞凋亡和表观遗传基因沉默的转录因子。识别靶基因启动子中的特定DNA序列,并随后招募效应蛋白。
11. Myb/SANT
概念:含有DNA结合域的一类转录因子。
结构:SANT结构域存在于核受体辅抑制因子和许多色素重构复合物的亚基中。它与Myb相关蛋白的DNA结合域具有很强的结构相似性,都由三个字母螺旋的串联重复序列组成,这些字母螺旋排列在一个螺旋-转角-螺旋基序中,每个字母螺旋包含一个庞大的芳香残基。
功能:SANT domain蛋白在染色质重组过程中发挥着中心作用。
12. CENPB
概念:是一种高度保守的促进着丝粒形成的蛋白,同时是一种DNA结合蛋白,来自pogo DNA转座子家族的转座子酶。
结构:其在N端包含一个螺旋-环-螺旋DNA结合基序,在C端有一个二聚域。DNA结合域识别并结合着丝粒α卫星DNA中的一个17-bp序列(CENP-B box)。
功能:在间期细胞核和有丝分裂染色体上的特定着丝粒结构的组装中发挥重要作用。
13. BED Zinc finger
概念:BED型锌指结构域是以果蝇蛋白BEAF和DREF命名的蛋白质结构域,存在于动物和真菌细胞调控因子和转座酶的一个或多个拷贝中。
结构:锌指是一个大约有50~60个氨基酸残基的结构域,其中包含一个具有两个高度保守芳香位置的特征基序,半胱氨酸和组氨酸的共享模式形成锌指,能够结合DNA,从而发挥基因调控功能。
功能:能够通过对病毒解旋酶活性的调控作用参与病毒的基因组复制或者转录过程,从而对病毒的生命周期起到调节作用,影响病毒感染的效率。
14. STAT
概念:一种信号转导因子和转录激活因子,也是介导细胞免疫、增殖、凋亡和分化的细胞内转录因子。
结构:所有STAT家族蛋白都有一个共同的结构基序,包含一个N结构域,螺旋结构域、DNA结合域、连接子、Src同源性2(SH2)和一个C端反活化结构域。N端和SH2结构域都介导同源或异质二聚体的形成,而线圈结构域的功能部分是作为核定位信号。
功能:STAT二聚体可以作为转录因子复合物的组分进入细胞核,促进特定靶基因的转录。
15. GATA
概念:是一类能够与DNA序列“GATA”碱基特征的转录因子。
结构:GATA家族有6个成员,且都包含了2个典型锌指结构的DNA结合氨基酸序列(Cys-X2-CyS-X17 CyS-X2-Cys),从而被归于锌指蛋白家族。
功能:在胚层分化、造血系统和心脏形成、胸腺和肠道发育以及肿瘤发生中都起到了重要作用。
16. CXXC
概念:CpG结合蛋白(CGBP),又称CXXC型锌指蛋白1(CXXC1)或PHD finger and CXXC domain-containing protein 1(PCCX1),是人类体内由CXXC1基因编码的一种蛋白。
结构:在DNA结合域内含有CXXC基序的蛋白质,如CXXC1,可以识别CpG序列并调控基因表达。
功能:CXXC结构域的蛋白质通常通过调节转录参与不同的生物学过程,例如细胞增殖和发育、细胞凋亡、DNA修复、信号转导和肿瘤发生。
17. CSD
概念:一种核酸结合基序,在原核和真核DNA结合蛋白中发现的约70个氨基酸的蛋白结构域。
结构:包含40~70个氨基酸的结构域。部分CSD与RNP-1RNA结合基序高度相似,可能参与翻译偶联mRNA的转化。
功能:CSD可形成稳定的二聚体,二聚化可产生一个相互作用位点,从而可与包含延伸疏水五肽基序的伴侣蛋白一同锚定。
18. AP-2
概念:一种DNA结合基序,是一类在早期发育过程中对调控基因表达起着至关重要的作用的转录因子。
结构:在哺乳动物中已鉴定出AP-2的四种不同亚型:AP-2α、β、γ和δ。每个家族成员都有一个共同的结构,在N端区域富含脯氨酸/谷氨酰胺的结构域(proline/glutamine-richdomain),负责转录激活;在C端区域含有helix-span-helix domain,介导二聚和位点特异性DNA结合。
功能:这种蛋白质可以激活某些基因的转录,同时也可以抑制其他基因的转录。
19. DM
概念:DM结构域是在黑腹果蝇的双子囊蛋白中首次发现的一个蛋白质域。
结构:含有保守的DM结构域,靠特殊的锌指结构连接DNA。
功能:主要参与胚胎的性别分化、性腺的发育、配子的形成,并且参与神经发育等其他功能。
20. ARID
概念:the ARID domain,一种DNA结合基序。
结构:ARID结构域的基本结构是由β链,环或匝分开组合而成的六个α-螺旋,但其结构化区域可在六个α-螺旋的任一端或两端延伸至另外的螺旋。根据原序列同源性,可以将它们划分为三个结构特征,即由六个螺旋组成的核结构域组成的最小ARID;以N端-螺旋结构补充核心结构域的ARID;以及包含核心结构域和在其N和C端额外的a-螺旋的延伸ARID。
功能:ARID编码基因参与多种生物学过程,包括胚胎发育、细胞谱系基因调控和细胞周期调控。
21. Grainyhead
概念:Grainyhead蛋白,是一种结合DNA的转录因子。
结构:粒头样(Grhl)1和GrhI2的DNA结合结构域的晶体结构显示与免疫球蛋白样核心密切相似的构象。
功能:在角质形成细胞中,GRHL2在细胞增殖过程中起端粒酶激活作用通过与TERT启动子区结合,抑制DNA在5’-CpG岛的甲基化,调控TERT表达,干扰DNMT1酶活性。
22. RFX
概念:是调节因子X(RFX)基因家族的成员之一。
结构:它编码的转录因子包含五个保守域,包括高度保守的中心位置的翅状螺旋DNA结合域,以及位于序列C端区域的二聚域。
功能:该蛋白与MHCIl类基因的Xbox结合,影响其基因的表达。此外,它还可以与乙肝病毒基因表达所需的反向重复结合互作。
23. T-box
概念:在发育生物学中对“肢体”和“心脏”发育起关键作用的一类转录因子。
结构:包含一个保守序列的区域,约有200个氨基酸长,编码一个特定序列的特定DNA结合域(T-box域)。
功能:可与特定的DNA元素(回文T位点)结合。通过其末端的一个区域结合,称为T盒,并影响中胚层形成和分化所需基因的转录。
24. c-Rel
概念:原癌基因c-Rel是人类中由REL基因编码的一种蛋白质,是NF-KB转录因子家族的成员。
结构:包含一个Rel同源域(RHD)N端和两个C端激活域。
功能:c-Rel在B细胞的存活和增殖中起重要作用。REL基因在某些B细胞淋巴瘤中被扩增或突变,包括弥漫性大b细胞淋巴瘤和霍奇金淋巴瘤。
25. IRF
概念:Interferon regulatory factors(IRF),一种调节干扰素转录的蛋白。
结构:干扰素调控因子包含约120个氨基酸的保守N端区域,折叠成一个结构,与干扰素基因上游的干扰素共识序列(ICS:interferon consensus sequence)特异性结合。
功能:在抗病毒感染、先天性免疫和适应性免疫调控、细胞增值、细胞凋亡、细胞自稳平衡等方面发挥生物学效应。
26. SAND
概念:-种被TGF-B激活的转录调节因子。
结构:SAND蛋白质结构域是以蛋白质家族中的一系列蛋白质命名的:Sp100、ire-1、NucP41/75、deaf1。
功能:其定位于细胞核内,在染色质依赖性的转录调控中起重要作用。
27. HSF
概念:Heat shock factors(HSF),热休克因子,是热休克基因的转录激活因子。
结构:这些激活因子与整个基因组的热休克序列元件(HSE)特异性结合,其识别序列是由三个相反方向的“AGAAN”基序或其退化版本组成的串联阵列。
功能:在非胁迫条件下,果蝇HSF是核定位的非结合单体,而热休克激活则导致三聚体的形成并与HSE结合。
28. MBD
概念:Methyl-CpG-binding domain,一种CpG岛甲基化结合域。
结构:MBD蛋白家族包括11个已知的成员,它们都包含一个MBD域,该结构域由70~85个氨基酸组成,具有结合单一对称的甲基化CpG二核苷酸的能力。
功能:作为转录抑制因子,MBD蛋白在DNA甲基化组蛋白修饰与染色质组织这一连贯的转录程序中发挥重要作用。
29. MADS box
概念:MADS box是一种保守的DNA序列基序,含有这种基序的基因称为MADS-box基因家族,通常作为转录因子。
结构:MADS与DNA结合的识别序列为CC(A/T)6GG高度相似的DNA序列,称为CArG-box。
功能:在生长发育调控和信号传导中发挥着重要作用。
30. Homeodomain
概念:一类激活因子大家族中发现的DNA结合域,由于其编码基因的区域为同源异型框(homeobox)而得名。
结构:同源异型结构域,由同源框编码的60个氨基酸序列。
功能:同源结构域是一种高度保守的DNA结合基序,存在于各种物种的多种转录因子中。这些基因特异性转录因子在发育和成体稳态中起关键作用。
31. Homeodomain+POU
概念:具有高度保守的DNA结合域,即POU结构域的转录因子。
结构:其核心结构域包含一个POU(POU1)域。POU域包括一个N-端α螺旋、一个中央β页和一个C-端结构域。POU域中的核心元素是磷酸化残基,这些磷酸化残基参与POU因子与DNA结合。
功能:POU家族的功能都与神经内分泌系统的功能以及机体的发育有关。可调控某些基因,包括免疫球蛋白轻链和重链(0ct-2),和营养激素基因,如催乳素和生长激素基因(Pit-1)。
32. Homeodomain+CUT
概念:CUT,是一种DNA结合基序,可以独立结合,也可以与同源域协同作用,通常位于CUT domain下游。
结构:其表现出两种DNA结合模式,一种依赖于同域,另一种依赖于将其从CUTdomain分离出来的连接子,还有两种依赖于同源域的转录激活模式。
功能:暂无
33. Homeodomain+PAX
概念:Paired box(PAX),一种组织特异性转录因子。
结构:包含一个配对结构域,通常是一个结构域,或者在四个家族成员
(PAX3、PAX4、PAX6和PAX7)的情况下,形成个完整的同源结构域。
功能:在整个细胞分化和谱系决定过程中协调组织和器官发育,并且能够维持细胞特性,对于组织结构和功能至关重要。