中介因子复合体在基因转录调控中的作用

近二十年来,人类在不断探索基因转录调控的机制方面取得了长足的进步,其中包括对中介因子复合体(mediator complex)的克隆、鉴定及作用机制的研究。中介因子是由20多种不同蛋白亚基组成的复合体,广泛存在于各种真核生物的细胞中,并且与RNA聚合酶一起构成RNA聚合酶Ⅱ全酶。中介因子复合体可与转录因子和RNA聚合酶Ⅱ相互作用,因而在基因转录过程中发挥着桥梁的作用。中介因子复合体不但能够促进基因转录的激活,有时也能抑制基因转录。本文总结了中介因子复合体的组成、结构及功能方面的研究进展。     

RNA聚合酶Ⅱ启动子近端暂停/释放的动态调控及生理作用研究进展

基因表达的精确时空调控对生物体的发育和生存至关重要。在多数后生动物中,RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymerase Ⅱ,RNAPⅡ）在发育和应激反应相关基因的启动子近端区域暂停,一旦受到环境或发育信号的刺激,RNAPⅡ从启动子近端向基因体（gene body）释放,进行有效延伸。RNAPⅡ在基因转录起始位点下游近端区域的暂停/释放是基因转录过程的必要环节,也是基因表达调控的关键步骤,与基因表达时空调控及多种人类疾病密切相关。综述了参与RNAPⅡ启动子近端暂停的维持和释放的调控机制的研究进展,重点探讨了其在机体发育的重要调控作用及其与其他基因调控机制的联系,并展望了RNAPⅡ启动子近端暂停与释放研究中的潜在问题和未来研究方向,以期为进一步解析RNAPⅡ启动子近端暂停与释放的调控机制及其在发育中的作用提供线索。     

真核生物Ⅱ类基因的转录起始

真核生物Ⅱ类基因的转录起始是一个非常复杂并且受到严格调控的过程. 它涉及到染色体结构的改变、顺式作用元件和反式作用因子相互作用等多种过程. 关于Ⅱ类基因基础转录起始复合物在启动子区的装配的研究,目前存在两种模型,即分步组装模型与RNAPⅡ全酶模型,它们分别是基于体外重建转录实验的结果以及酵母中RNAPⅡ全酶巨酶体系的发现而提出的. 在转录激活的分子机制上目前认为存在两个相互联系的过程,即解抑制作用和真正的激活作用.     

细胞周期蛋白依赖性激酶活化激酶(CAK)的研究进展

细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)的基本功能是对细胞周期进行调控。CDKs的激活需要与特异性亚基cyclins结合,并被CDK7-cyclinH-MAT1三元复合物(CAK)磷酸化。此外,CDK7-cylinH-MAT1还是转录因子ⅡH(TFⅡH)的亚基组成部分,磷酸化RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)大亚基的羧基末端结构域(CTD)。CAK因为在细胞周期过程中的重要作用,而受到越来越广泛的关注。本文主要就CAK自身活性调节及其对细胞周期的调控进展作一综述。     

Elongator复合物:一种新的参与转录延伸的组蛋白乙酰转移酶

由6个亚基组成的Elongator复合物是RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymeraseⅡ．RNAPⅡ）全酶的一个重要组成部分,它可以与高度磷酸化的RNAPⅡ相结合,其Elp3亚基具有组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase,HAT）活性,在以染色质为模板的转录延伸中发挥重要作用。Elongator是目前发现的第一个参与转录延伸的HAT复合物。     

转录中介体复合物(Mediator complex)调控茉莉酸信号途径的新机制

转录中介体(Mediator)是由多个在进化上高度保守的亚基组成的蛋白复合物。在基因转录过程中,转录中介体分别与基因特异的转录因子和RNA聚合酶II相互作用,广泛参与二者之间的信息传递,被称为真核生物基因转录的中央控制器。在植物激素信号转导研究中,人们主要关注激素特异的转录因子的作用,但对于转录中介体的功能及作用机理     

RNA聚合酶Ⅱ转录延伸因子

当RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)离开启动子开始转录延伸时,会遇到包括紧密包装形成染色质的核小体在内的多种障碍,细胞内存在多种因子可协助RNAPⅡ克服这些障碍,保证转录的顺利进行。遗传和生化研究已经分离和鉴定了一些在此过程中起作用的延伸因子(elongation factor),现依据作用方式和效果对目前发现的主要延伸因子的研究进展进行了分类综述。     

真核转录因子TFⅡD研究进展

结合转录因子 TFⅡD 结构与功能,论述了 RNA 聚合酶Ⅱ是如何从一个特异基因的转录起始点起动转录的.转录因子 TFⅡD 是一种序列特异的 DNA 结合蛋白因子,它首先与含 TATA 的启动子形成前起始复合物,后者指导 RNA 聚合酶Ⅱ和其它基本转录因子最终组装成转录起始复合物.很多转录激活因子均通过与 TFⅡD 相互作用,控制转录起始复合物的组装或影响其稳定性,调节基因转录.因此,TFⅡD是一种极其重要的基本转录因子.     

真核生物rRNA基因的转录调节

核糖体RNA(rRNA）基因的转录直接决定着细胞核糖体的生物发生,而后者与细胞的生长、增殖等行为相适应.研究发现,rRNA基因转录以RNA聚合酶Ⅰ（Pol Ⅰ）为核心,有多种因子参与,并受到多种调控因子的严密调节控制;各调控因子不仅均有自己特异的作用位点,而且又彼此关联、相辅相成.本文在简要介绍真核生物rRNA基因转录基本过程与涉及的主要因子的基础上,重点阐述了rRNA基因转录的主要调节方式,包括ERK、mTOR和JNK等信号转导通路对转录因子磷酸化的影响;转录因子的乙酰化;细胞周期相关因子和其它因子的多种作用方式等. 概括起来看,真核生物rRNA基因转录调节的核心机制是调节转录因子间及转录因子与DNA间的相互作用或影响染色质结构,从而实现对rRNA基因转录的调控,以满足特定生理/病理状况下细胞对rRNA量的要求.     

大熊猫核糖体蛋白S11亚基基因(RPS11)cDNA的克隆及序列分析

RPS11是核糖体小亚基40S的组成部分,由RPS11基因所编码,属于核糖体蛋白S17p家族,主要存在于真核生物中.为了解大熊猫核糖体蛋白亚基RPS11基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基RPS11 基因的异同,本研究根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白S11亚基基因(RPS11)的相关信息设计引物,运用RT-PCR 技术从大熊猫的肌肉组织总RNA中成功克隆了核糖体蛋白亚基RPS11基因,并进行了测序和序列分析.结果表明:大熊猫RPS11亚基基因的开放阅读框(ORF)长为477 bp,编码158 个氨基酸的蛋白质,该蛋白的相对分子量为18.4275 kDa,pI为10.96.拓扑预测显示该蛋白含有14个功能位点:即2 个N-糖基化位点,6个蛋白激酶C磷酸化位点,4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,1个酪氨酸激酶磷酸化位点和1个核糖体蛋白S17 signature位点.进一步分析发现,大熊猫RPS11基因与已报道的部分哺乳动物的表达序列及其编码的氨基酸序列都具有很高的相似性.本研究结果为丰富和完善哺乳动物RPS11基因资源库提供了基础资料.     

Inter- and intrasubunit interactions during the formation of RNA polymerase assembly intermediate

We used yeast two-hybrid and in vitro co-immobilization assays to study the interaction between the Escherichia coli RNA polymerase (RNAP) alpha and beta subunits during the formation of alpha(2)beta, a physiological RNAP assembly intermediate. We show that a 430-amino acid-long fragment containing beta conserved segments F, G, H, and a short part of segment I forms a minimal domain capable of specific interaction with alpha. The alpha-interacting domain is held together by protein-protein interactions between beta segments F and I. Residues in catalytically important beta segments H and I directly participate in alpha binding; substitutions of strictly conserved segment H Asp(1084) and segment I Gly(1215) abolish alpha(2)beta formation in vitro and are lethal in vivo. The importance of these beta amino acids in alpha binding is fully supported by the structural model of the Thermus aquaticus RNAP core enzyme. We also demonstrate that determinants of RNAP assembly are conserved, and that a homologue of beta Asp(1084) in A135, the beta-like subunit of yeast RNAP I, is responsible for interaction with AC40, the largest alpha-like subunit. However, the A135-AC40 interaction is weak compared with the E. coli alpha-beta interaction, and A135 mutation that abolishes the interaction is phenotypically silent. The results suggest that in eukaryotes additional RNAP subunits orchestrate the enzyme assembly by stabilizing weak, but specific interactions of core subunits.     

Human GTPases Associate with RNA Polymerase II To Mediate Its Nuclear Import

Small GTPases share a biochemical mechanism and act as binary molecular switches. One important function of small GTPases in the cell is nucleocytoplasmic transport of both proteins and RNA. Here, we show the stable association of human GPN1 and GPN3, small GTPases related to Ran, with RNA polymerase II (RNAPII) isolated from either the cytoplasmic or nuclear fraction. GPN1 and GPN3 directly interact with RNAPII subunit 7 (RPB7)/RPB4 and the C-terminal domain (CTD) of RNAPII. Depletion of GPN1 or GPN3 using small interfering RNAs led to decreased RNAPII levels in the nucleus and an accumulation of this enzyme in the cytoplasm of human cells. Furthermore, isolation of a GPN1/GPN3/RNAPII complex from stable cell lines expressing a dominant negative GPN1 harboring mutations in the GTP-binding pocket demonstrated a role for these proteins in nuclear import of RNAPII. Thus, GPN1/GPN3 define a new family of small GTPases that are specialized for the transport of RNA polymerase II into the nucleus.