文藻外語大學W-Portfolio

2012-09-24 21:17:32

肌細胞核因子的核酸結合區之表現與三度空間結構

肌細胞核因子(Myocyte Nuclear Factor, MNF)是一種在老鼠體內會選擇性的表現在myogenic stem cell的轉錄因子。而肌細胞核因子所調節的基因主要在負責協調myogenic stem cell的增殖與分化,例如當肌細胞受傷時肌細胞核因子便會有大量表現的現象發生。在生物體內的肌細胞核因子可經由選擇性接合(alternative splicing)產生兩種不同的cDNA,他們各自轉譯為肌細胞核因子α及肌細胞核因子β,轉譯所得的蛋白質分別含617及414個胺基酸;他們的DNA結合區域雖是相同的,然而肌細胞核因子α及肌細胞核因子β在功能上的表現卻是完全不同的;他們在體外試驗中,對於與DNA結合的能力上有著截然不同的特徵;另外,transient-transfection assays中所表現出調控轉錄的特性也有所差異。
肌細胞核因子α、肌細胞核因子βDNA結合區域的範圍包括第289到389個殘基,且屬於winged-helix family的成員;從胺基酸的序列比對發現,肌細胞核因子之DNA結合區域與已知超過200個的winged-helix family具有35 % ~ 89 % 的相似性;雖然這個DNA結合區域十分具有保留性,但近來卻發現不同的winged-helix family蛋白質能以其獨特的方式辨認特異的DNA序列,繼而對各自下游的基因進行調控作用。為了釐清肌細胞核因子的DNA結合區域在結構上與功能上的關係,我們首先以E.coli系統表現出肌細胞核因子的DNA結合區域,產量大約是40~50mg/L,再利用多維異核核磁共振光譜(heteronuclear multidimensional NMR spectroscopy)推論出肌細胞核因子的DNA結合區域之三級結構;根據三級結構的分析指出,在原本應屬於第二個翅膀狀結構的區域產生了一個新的α-helix結構,這或許與winged helix family的DNA結合能力之專一性有關;另外肌細胞核因子的二級結構與間白素結合因子(ILF-DBD)很相似;綜合結構上的結果,我們比較了肌細胞核因子與ILF-DBD及其他winged-helix family的蛋白質在DNA結合能力的專一性上之不同,並且提出一些新的論點,解釋這個家族與DNA結合能力的專一性之可能原因。

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