亮氨酸拉链的俯视图(或螺旋轮图),其中d 表示氨基酸亮氨酸 ,与其它氨基酸 共同排列形成两股平行的α螺旋 。 亮氨酸拉链 (英語:leucine zipper ,亦称为亮氨酸剪刀 [1] )是蛋白质中一种常见的三维结构模体 ,常见于许多转录因子 的DNA结合结构域,因此涉及基因的表达调控。亮氨酸拉链在真核生物 和原核生物 的蛋白中都有发现,但以真核生物居多。
亮氨酸拉链是一种作为二聚体化结构域的超二级结构 ,且使相互平行 的α-螺旋 之间产生粘附力[2] 。一个亮氨酸拉链包含了多个亮氨酸残基,通常每七个氨基酸残基就出现一次,这形成了一条两性的α-螺旋,疏水区只在其中一侧。这个疏水区提供了二聚化的区域,使得基序可以像“拉链”一样拉起来。此外,疏水亮氨酸区域对于其结合到DNA是不可或缺的。
亮氨酸拉链(蓝色)结合到DNA上。红色的亮氨酸残基是该拉链的“齿” 亮氨酸拉链结构域的主要特征是七肽重复的d 位上大部分都是常见氨基酸 ——亮氨酸 。通过对特定的一些转录因子 的序列比对 ,发现这些转录因子形式都是每七个氨基酸出现一个亮氨酸,于是亮氨酸拉链首次鉴定出来。后来发现这些亮氨酸形成了卷曲螺旋 的疏水核心 。
亮氨酸拉链的每一半都是由每七个位置一个亮氨酸的短α-螺旋 组成。标准的每一转3.6个残基的α-螺旋结构在亮氨酸拉链中发生了轻微的变化,形成了每一转3.5个残基的α-螺旋。与七肽重复一样,每条链每两转就有一个亮氨酸与另一条链上的亮氨酸发生接触。
转录因子 中的bZIP家族由两个区域组成,其中之一是通过氢键 与DNA 的小沟发生作用的碱性 区域,另一区域是承担二聚化作用的疏水性 的亮氨酸拉链。
亮氨酸拉链调节蛋白包括c-fos 与c-jun (AP1转录因子),还有myc 家族的成员包括myc 、max 与mdx1 ,它们是正常发育的重要调控物。如果它们在一些部位发生过量表达或突变,则会产生癌症 。这些蛋白质以二聚体(同二聚体或异二聚体)的形式与DNA发生相互作用,又被称为碱性拉链蛋白(bZips)。
^ David M. Glick (编). Leucine scissors. Glossary of Biochemistry and Molecular Biology Revised. London: Portland Press. 1997.
^ Landschulz WH, Johnson PF, McKnight SL. The leucine zipper: a hypothetical structure common to a new class of DNA-binding proteins. Science. 1988-06-24, 240 (4860): 1759–1764. PMID 3289117 . doi:10.1126/science.3289117 .
(1) 碱性结构域
转录激活因子 (
AATF 、
1 、2、3、4、5、6、7)
· AP-1 (c-Fos、
FOSB 、FOSL1、FOSL2、c-Jun、JUNB、JUND)
· BACH (1、2)
· BATF
· BLZF1
· C/EBP (
α 、
β 、
γ 、
δ 、ε、ζ)
· CREB(1、3、L1)
· CREM
· DBP
· DDIT3
· GABPA
· Gcn4 · HLF
· MAF(B、F、G、K)
· NFE (2、L1、L2、L3)
· NFIL3
· NRL
· NRF (1、2、3)
· XBP1
ATOH1
· AhR · AHRR
· ARNT
· ASCL1
· BHLHB2
· BMAL(ARNTL、ARNTL2)
· CLOCK
· EPAS1 · HAND (1、2)
· HES (5、6)
· HEY (1、2、L)
· HES1
· HIF (1A、3A)
· ID (1、2、
3 、4)
· LYL1
· MXD4
· MYCL1
· MYCN
· Neurogenins(1、2、3
· 肌形成调节因子 (MyoD、成肌蛋白、MYF5、MYF6)
· NeuroD(
1 、2)
· NPAS(1、2、3)
· OLIG (1、2)
· Pho4 · Scleraxis
· TAL (1、2)
· Twist
· USF1
(1.3)bHLH-ZIP
AP-4
· MAX
· MITF
· MNT
· MLX
· MXI1
· Myc · SREBP(1、2)
(1.4) NF-1
NFI(A、B、C、X) · SMAD(R-SMAD(1、2、3、5、9) - I-SMAD(6、7) - 4)
(1.5) RF-X
RFX (1、2、3、4、5、ANK)
AP-2(α、β、γ、δ、ε)
第一亚族:
甲状腺激素受体 (
α 、
β )、CAR、
FXR 、
LXR (α、β)、
PPAR (
α 、β/δ、
γ )、PXR、RAR(
α 、β、γ)、
ROR (α、β、γ)、
Rev-ErbA(α、β)、VDR
第二亚族(
COUP-TF (I、II)、
Ear-2 、
HNF4 (α、γ)、PNR、RXR(α、β、γ)、Testicular receptor(2、4)、TLX)
第三亚族(
甾类激素 (
雄激素 、雌激素(α、β)、
糖皮质激素 、盐皮质激素、
孕酮 )、
雌激素相关 (α、β、γ))
第四亚族
NUR (NGFIB、NOR1、NURR1)
· 第五亚族LRH-1、
SF1 · 第六亚族
GCNF · 第零亚族DAX1、
SHP (2.2) 其他的Cys4 结构
GATA (1、2、3、4、5、6) · MTA (1、2、3) · TRPS1
(2.3) Cys2 His2
通用转录因子 (TFⅡA、TFⅡB、TFIID、TFⅡE、TFⅡF(1、2)、TFⅡH(1、2、4、2I、3A、3C1、3C2))
ATBF1
· BCL (6、11A、11B)
· CTCF · E4F1
· EGR (1、
2 、
3 、
4 )
· ERV3
· GFI1
· GLI-Krüppel family (1、2、3、REST、S2、YY1)
· HIC (1、2)
· HIVEP (1、2、3)
· IKZF (1、2、3)
· ILF (2、3)
· Sp/KLF家族 (
KLF :1、2、3、
4 、5、6、7、8、9、10、11、12、13、17,
SP :1、2、4、7、
8 )
· MTF1
· MYT1
· OSR1
· · WT1
· Zbtb7(7A、7B)
· ZBTB (16、17、20、32、33、40)
· zinc finger (3、7、9、10、19、22、24、33B、
34、35、41、43、44、51、74、143、146、148、165、202、217、219、238、239、259、267、268、281、295、318、330、346、350、365、366、384、
423、451、452、471、593、638、649、655)
(2.4) Cys6
HIVEP1
(2.5)交替composition
AIRE · DIDO1
· GRLF1
· ING (1、2、4)
· JARID (1A、1B、1C、1D、2)
· JMJD1B
WRKY转录因子家族
ARX · CDX (
1 、2)
· CRX
· CUTL1
· DBX (1、2)
· DLX(3、4、5)
· EMX2
· EN (1、2)
· FHL (1、2、3)
· HESX1
· HHEX
· HLX
· 同源框 (A1、A2、A3、A4、A5、A7、A9、A10、A11、A13、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B13、C4、C5、C6、C8、C9、C10、C11、C13、D1、D3、D4、D8、D9、D10、D11、
D12、D13)
· HOPX
· IRX(1、2、3、4、5、6、MKX)
· LMX (1A、1B)
· MEIS (1、2)
· MEOX2
· MNX1
· MSX (
1 、2)
· NANOG · NKX(2-1、2-2、2-3、2-5、3-1、3-2、6-1、6-2)
· PBX (1、2、3)
· PHF (1、3、6、8、10、16、17、20、21A)
· PITX (1、
2 、3)
· POU结构域(PIT-1、BRN-3: A、B、C、
八聚体转录因子 :1、2、
3/4 、6、7、11)
· OTX (1、2)
· PDX1
· ZEB (
1 、2)
(3.2)配对框
PAX(1、2、3、4、5、6、7、8、9)
(3.3)叉头状/翼状螺旋
E2F (
1 、2、3、4、5)
· FOX proteins(C1、C2、D3、E1、G1、H1、K2、L2、
M1 、N3、O1、O3、O4、P1、
P2 、
P3 )
(3.4)热休克因子
HSF (1、2、4)
(3.5)色氨酸簇
ELF (2、4、5)
· EGF
· ELK (1、3、4)
· ERF
· ERG
· ETS (1、
2 、SPIB)
· ETV (1、4、5、6)
· FLI1
· Interferon regulatory factors(1、2、3、4、5、6、7、8)
· MYB
· MYBL2
(3.6)TEA结构域
transcriptional enhancer factor (1、2、3、4)
(4) 具有小凹槽触点的β-支架因子
(4.1) Rel homology region
NF-κB (NFKB1、NFKB2、REL、RELA、RELB)
· NFAT (C1、C2、C3、C4、5)
(4.3) p53样转录因子
Mef2(A、B、C、D) · SRF
BBX · HMGB (
1 、
2 、
3 、
4 )
· HMGN 、(
1 、
2 、
3 、
4 )
· HNF (1A、1B)
· SOX (1、
2 、3、4、5、6、8、
9 、10、11、12、13、14、15、18、21、
SRY )
· SSRP1
· TCF/LEF家族 (
TCF (1、3、4)
· LEF1)
· TOX (1、2、3、4)
(4.9) Grainyhead
TFCP2
(4.10) 冷休克域
CSDA、YBX1
(4.11) Runt
CBF(CBFA2T2、CBFA2T3、RUNX1、RUNX2、RUNX3、RUNX1T1)
(0) 其他转录因子
(0.2) HMGI(Y)
(0.5) AP-2/ EREBP-related factors
Apetala 2
· EREBP · B3 (ARF
· ABI3
· RAV)
(0.6) Miscellaneous
ARID (1A、1B、2、3A、3B、4A)
· CAP · IFI (16、35)
· MLL (2、3、T1)
· MNDA
· NFY (A、B、C)
· ρ因子 /
σ因子