核受體概述和分類

1、核受體 : 概述和分類摘要：核受體超家族包括很多的轉(zhuǎn)錄因子， 在多細胞生物體的發(fā)展和穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。 核受體有一種特殊的功能即自身綁定到染色體上， 這使得他們成為基因轉(zhuǎn)錄的重要起始者。 此外，核受體具有在瞄準啟動子和協(xié)調(diào)整個基因轉(zhuǎn)錄過程而依序招募各種轉(zhuǎn)錄因子和共調(diào)節(jié)因子的能力， 證實了他們的生物學意義，并刺激了這一領域內(nèi)深入的研究和高層次的科學興趣。 在這篇綜述中， 我們總結了當今對于作為基因表達的主要調(diào)節(jié)者核受體的結構和功能的認識。 重點是介紹核受體介導的轉(zhuǎn)錄激活和抑制的分子機制，包括最近在這方面取得的進展。關鍵詞：核受體、轉(zhuǎn)錄、配體、 LBD 、 DBD 、結構域、輔助因子、

2、共調(diào)節(jié)因子。核受體屬于大的轉(zhuǎn)錄因子超家族， 涉及如控制胚胎發(fā)育、 器官生理、 細胞分化、穩(wěn)態(tài)等重要的生理功能 1,2。除了正常的生理， 核受體涉及到許多病理過程，如癌癥、糖尿病、類風濕關節(jié)炎、哮喘或激素抵抗綜合征 3-5 。在生物醫(yī)學研究中，這些轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的重要性是難以低估。核受體是可溶性蛋白，可以綁定到特定的DNA 調(diào)控元件（反應元件或 RES），并在轉(zhuǎn)錄中作為細胞類型和特異性啟動子的調(diào)節(jié)器。 與其他轉(zhuǎn)錄因子相反， 核受體的活性可以通過結合到相應的配體來調(diào)節(jié)， 小的親脂性分子能輕易地穿透生物膜。最近幾年中確定的一些核受體不具有任何已知的配體， 這些所謂的孤兒受體自從他們可能會導致新的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)

3、系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)已吸引很多人相當大的興趣。在一般情況下，核受體作為均聚物和異源二聚體結合到REs 上，并以倒置、外翻或直接重復排列， REs 包含兩個 PuGGTCA 核心序列的拷貝。 許多啟動子的轉(zhuǎn)錄被證明是依賴核受體的，并包含核受體RE。也有大量缺乏RE 的啟動子和其他基因的調(diào)控元件，通過DNA 獨立蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)相互作用的核受體調(diào)節(jié)，這意味著核受體介導的多層次的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。據(jù)認為，有一個三維的監(jiān)管空間， 其中的一個基因?qū)环N激素的響應是由指定的三個坐標的值：細胞內(nèi)容物、生理方面和基因（反應元件）方面確定5 。核受體結構DNA 結合結構域所有核受體組成一個超家族并根據(jù)他們的保守結構域進行了分

4、類。DNA 結合結構域（ DBD ）是核受體中最保守的區(qū)域，核受體是把自身結合到反應元件和特定的 DNA 序列上的啟動子上并增強核受體反應基因。DBD 包含兩個高度保守的半胱氨酸豐富的鋅指結構6 。對幾個核受體DBDs 晶體結構分析的結果顯示鋅指結構形成的蛋白質(zhì)結構有利于特異性序列與DNA 雙螺旋大溝的相互作用7 。對核受體超家族中的各成員的鋅指結構的氨基酸殘基突變的廣泛分析顯示，含有第一個鋅指結構的被稱為 P-Box 和 DR-Box 的短蛋白質(zhì)基序在核受體的靶DNA 序列特異性的確定中起到一個很重要的作用（圖（1）。P 環(huán)位于第一個鋅指結構中最后兩個半胱氨酸之間， 賦予不同特定的反應性元件

5、綁定到不同的核受體上。這些核受體的 P-Box，如糖皮質(zhì)激素受體 （GR）、鹽皮質(zhì)激素受體 （MR ）、孕激素受體（ PR）和雄激素受體（ AR），允許這些受體識別他們的同源反應元件 AGAACA 。這些受體經(jīng)常被作為 GR P-Box 組 8,9 。另一組核受體中，其中包括維甲酸受體（ RAR ）、維甲酸 X 受體（ RXR ）、維生素 D 受體（ VDR ）、甲狀腺激素受體（ TR）和雌激素受體（ ER）被稱為 ER P-Box 組。它們的 P-Box的氨基酸序列不同于 GR 組中核受體的兩個氨基酸 10 ，這兩個氨基酸在這組核受體中識別 AGGTCA 序列是絕對必要的。 ER P-Box

6、 組中的一些成員，如 RAR 、TR、VDR 與 RXR 作為異二聚體與非對稱反應元件的結合被稱為直接重復 （DRs）。對于每個結合二聚體受體而言直接重復序列之間的間距是不同的， 從而確定每個 RXR 異二聚體的 DNA 特異性 12, 13。這表明，這些受體的 DBD 包含一個結構組件，允許它們區(qū)分 DRs 之間間距的差異。事實上，對 TR、RAR 和 VDR 的 DBD 區(qū)域的廣泛研究，發(fā)現(xiàn)了 DR-Box ；DR-Box 位于第一個鋅指結構上的第二個和第三個半胱氨酸殘基之間。這個短的基序構成了一個不對稱的二聚體界面，其氨基酸序列在區(qū)分不同的重復反應元件是至關重要的13 。另一個短的氨基酸

7、序列D-環(huán)，已證明參加類固醇激素受體的二聚界面。由短肽組成的 D-環(huán)位于核受體 DBD 的第二個鋅指結構中第一個和第二個半胱氨酸之間。眾所周知，來自類固醇受體DBDs 的晶體結構和突變實驗的結果，表明D- 環(huán)的兩個帶電荷的氨基酸參與分子間的鹽橋7 。殘基突變成相反電荷破壞了這種界面，從而導致在一個單一的DNA 反應元件上活性的大幅下降，但是令人驚訝的是增強了多個元件的活性14 。在此區(qū)域內(nèi)蘇氨酸的另一個單點突變?yōu)楸彼嵋驯蛔C明取消GR 二聚體的形成，抑制GR 的 DNA 結合能力 15 。這種突變被用于創(chuàng)建 GR dim/ dim 小鼠，在小鼠模型中用于 GR 的 DNA 結合獨立功能的研究

8、16 。然而，隨后的報告已經(jīng)表明， GR 弱小突變體仍然具有能夠結合一定反應元件的能力。這表明 D- 環(huán)突變的作用可能被高估了 18,19。非類固醇受體，如甲狀腺激素和視黃酸受體，在很大程度上依賴于除了 D-環(huán)以外的配體結合域（ LBD ）中的二聚接口 19,20。原本以為，DBD 和 LBD 之間的區(qū)域作為相鄰DBD 和 LBD 之間區(qū)域的一個靈活的鉸鏈。對本區(qū)域的緊密分析顯示， 在許多核受體的這一區(qū)域內(nèi)包含一個核受體定位信號，在此區(qū)域高度保守的末端是DBD 和 LBD 區(qū)域相鄰的部分。例如， N-末端部分包含所謂的T-盒和 A- 盒，分別參與核受體的二聚化和半位點的識別 21 。鉸鏈區(qū)部分

9、 C-末端包含的基序負責配體調(diào)節(jié)的受體和轉(zhuǎn)錄調(diào)制器之間的相互作用，特別是在核受體介導的轉(zhuǎn)錄上發(fā)揮抑制性影響 23,24。腫瘤的發(fā)生和鉸鏈區(qū)內(nèi)的突變有關，最初低估了這一區(qū)域的作用 25,26。配體結合域（ LBD ）和激活功能 2（AF-2 ）核受體的C-末端的一部分環(huán)繞在配體結合域（LBD ）（圖 1）。該區(qū)域在各種核受體上的保守程度低于在DBD 產(chǎn)生的。自1995 年以來，當?shù)谝粋€核受體LBD結構得到解決，我們對LBD的結構和功能的了解顯著增加。非配體結合（ APO） RXR 與配體結合 (holo)的 RAR 以及配體結合 (holo)-TR 的 LBDs 結晶的三維結構表明， 不同核受體

10、的 LBDs 的總體結構是相似的， 顯露出核受體 LBD 一個典型的折疊 27,28。LBD 結構域形成了一個球狀結構， 其結構是由 11 到 12 個反向平行螺旋排列在一起形成三層的夾層和包括 2-4 個-鏈28 。大多數(shù)核受體的這個框架結構是恒定的， 所有螺旋的位置是非常相似， 除了那些與配體連接的核受體。在所有的 holo-結構中同源配體結合在 LBD 的核心的疏水性空穴中。Holo-結構比 APO-結構更緊湊，這表明配體的結合誘導 LBD 的構象變化。 因此，配體成為配體結合受體的疏水核心的一個不可分割的部分，來穩(wěn)定其三維結構30 。對幾個核受體的LBDs 的突變分析顯示，在LBD 的

11、羧基末端的部分有一個保守的片段。這個區(qū)域是配體依賴性轉(zhuǎn)錄激活必不可少的，并命名為激活功能 2 （ AF-2）核心基序 32-34 。這種高度保守的 LBD 區(qū)被預測為一種兩性螺旋，兩性螺旋隨后在許多 LBD 晶體結構中被證實。已注意到在 apo-RXR 和 PPAR 的螺旋 12 結構上， LBD 的 C-末端螺旋形成所謂的激活功能（AF-2 ）的基序遠離核心結構。而在配體結合受體的螺旋結構 12 折疊起來針對這個核心，在配體結合的囊上形成一個蓋子 35,36。從那時起，許多螺旋 12 不同的位置已被證明支持初始的概念， 即根據(jù)配體結合 LBD 螺旋的 C-末端是能夠作為一個分子開關改變其位置

12、 35-39 。螺旋 12 位置的不同不僅取決于非配體結合還是配體結合的LBDs 上， 而且它的改變也取決于結合在LBD 上的配體（激動劑或拮抗劑） 類型的不同。大多數(shù)激動劑融入激素結合的囊中并觸發(fā)了LBD 的構象發(fā)生變化，這個適用于激活。在另一方面，拮抗劑無論是在擾亂 LBD 基本結構或是改變螺旋 12 的位置中，需要結合在輔助調(diào)節(jié)因子上， 輔助調(diào)節(jié)因子包括染色質(zhì)修飾因子。 在激動劑結合的結構上，螺旋 12 定位在螺旋 3 和 11 的對面形成了共激活因子結合的疏水性表面一側(cè)，使得一個包含螺旋的 LXXLL 的聚集（圖 2）。富含亮氨酸的 LXXLL 基序簡稱為LXDs ，在許多輔助轉(zhuǎn)錄因子

13、中一個或多個拷貝被發(fā)現(xiàn)。三個這樣的LXDs 在核受體共激活因子（ NCoAs）中發(fā)現(xiàn)，其中兩個被認為是核受體二聚體的橋梁 40 。已證明包含LXXLL的短肽在受體和共同激活劑之間的相互作用是必要的和充分的 43,44。晶體結構分析表明LXXLL基序形成-螺旋并綁定到LBD的一個疏水凹槽，因此通過亮氨酸和受體的疏水囊之間的疏水相互作用使該肽保持在適當?shù)奈恢?。此外，螺? 的 C-末端的賴氨酸殘基和螺旋12 的谷氨酸通過氫鍵形成的短肽結合到LXXLL肽上形成“充電夾子” ，其作用是穩(wěn)定受體 /肽的相互作用 45,46 。另一方面，螺旋12 具有與 LXXLL 基序同源的疏水活性面，因此在拮抗劑和部

14、分激動劑結合的形式中，螺旋12 可能?？吭谳o助激活因子的結合裂縫，從而阻斷共激活因子的聚集并允許共同抑制子的結合45 。核受體結合的特異性通過 LXXLL 基序周圍的幾個氨基酸來確定。 這些側(cè)翼殘基與 LXXLL 結合一起形成所謂的擴展 LXXLL 基序，這已被證明是各種轉(zhuǎn)錄輔助調(diào)節(jié)因子的特定招募和染色質(zhì)重塑因子的關鍵調(diào)節(jié)器 48,49 。這種含有達成共識的 LXX I / HI XXX I / L 序列的擴展螺旋在核受體中 N-COR 和 SMRT 相互作用的結構域上發(fā)現(xiàn)，并顯示出在相同的受體囊中可以與特定的殘基進行相互作用， 受體囊與共激活因子結合 48 。因此，結構的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)錄激活的數(shù)據(jù)

15、表示螺旋 12 的定位對受體的激活是至關重要。 然而，一直顯示 AF-2 的激活是通過不同的螺旋 12 的構象的動態(tài)平衡達到的。配體通常不會引起靜態(tài)的構象， 而是在激動劑和拮抗劑不活躍的構象的情況下，通過 改變平衡朝著更加活躍的構象改變 36 。激活功能（ AF-1 ）域另一個對核受體轉(zhuǎn)錄激活重要的區(qū)域是配體獨立的激活功能 1（ AF-1），一般位于核受體的 N-末端區(qū)域。啟動子環(huán)境和 /或細胞類型特異性方式中 AF-1 的功能與轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的 AF-2 結合作用。在核受體之間， AF-1 區(qū)域至少在大小和序列兩方面是保守的 51,52。到目前為止，與此相反的高度結構化的 AF-2 區(qū)，研究表明

16、核受體的 AF-1 區(qū)域?qū)儆诠逃械臒o序激活域的大類別 53,54。像 GR 和 HNF-4 的核受體 AF-1 區(qū)域具有高含量的酸性氨基酸，然而，這些區(qū)域的突變分析都表現(xiàn)出疏水性氨基酸對轉(zhuǎn)錄激活的重要性， 而個別酸性氨基酸的突變對此沒有一個顯著的影響 53-55 。已經(jīng)顯示出許多不同的共調(diào)節(jié)因子綁定到AF-1 區(qū)域，認為這些結合元件穩(wěn)定或誘導核受體 N-末端結構域的有序結構 56 。在這個所謂的 “誘導契合 ”模式中 AF-1 的酸性殘基在第一階段的相互作用是很重要的，而疏水殘基在隨后的定向模板的折疊步驟中將發(fā)揮關鍵作用， 為了說明幾個核受體誘變的數(shù)據(jù)（見上文）。大量的研究已經(jīng)表明 AF-1

17、的活性可通過磷酸化調(diào)控 59，60。不知道磷酸化是否影響 AF-1 的折疊，但已顯示，可能通過穩(wěn)定 AF-1 的共激活劑復合物來增加受體的極性和/ 或在受體與共激活因子之間創(chuàng)建新的特定的相互作用位點59 ?？傊?，應當提及的一些核受體，即類固醇受體，已被證明兩個單獨的激活功能域 AF-1 和 AF-2 可以作為合作子聚集如NCOA-1 和 TIF2 的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子60-62 。因此， 為了實現(xiàn)類固醇受體的完整轉(zhuǎn)錄活性，兩個轉(zhuǎn)錄調(diào)控表面之間的串擾是必需的。核受體和他們的區(qū)域的進化顯然，核受體是古老的和進化成功的分子，和必要性的多細胞生物一起出現(xiàn)，來調(diào)節(jié)它們的穩(wěn)態(tài)和各種其他細胞過程。 從代表各種生物的

18、核酸序列數(shù)據(jù)庫中篩選顯示，在藻類、真菌或植物中的核受體 DBD 或 LBD 以及在早期多細胞動物首次出現(xiàn)的核受體中沒有相似序列 63 。不知道核受體的 DBD 和 LBD 是否通過共同祖先的基因復制進化或者通過來自不同獨立起源的這些區(qū)域進化。然而，DBD 與 LBD 這種高度成功的結合已被證明是非常古老的，與二者相似的區(qū)域在較低等的多細胞動物中發(fā)現(xiàn)。最古老的核受體即FTZF1、COUP-TF 和 RXR并在腔腸動物中被發(fā)現(xiàn)， 腔腸動物門包括水螅、 海葵、珊瑚、水母和海筆。因此，F(xiàn)TZ-F1、COUP-TF 和 RXR 代表的是進化中最保守的核受體，它們的DNA 序列被認為是最接近核受體祖先的。

19、 所有腔腸動物的核受體以及在進化過程中的更先進的蛔蟲線蟲中的核受體含有DBD 和 LBD 。然而，人們幾乎可以定義后者LBD ，因為這些的 C-末端延伸缺乏激活功能和不綁定任何激素66,67 。這表明核受體的共同祖先是組成性激活，其激活并沒有要求任何配體。此外，核受體的共同祖先有可能作為單體結合到他們的DNA調(diào)節(jié)區(qū)來調(diào)節(jié)特定基因的轉(zhuǎn)錄。這一結論是基于大部分最古老的核受體屬于孤兒受體單體的組中。核受體配體結合的能力的進化可能涉及要不是孤兒受體的二次損失，要不是在配體結合受體的配體結合能力的漸進式進化66 。另一種觀點在進化過程中配體的出現(xiàn)可能是開始作為核受體LBD 的結構部件。擁有一個轉(zhuǎn)錄功能的

20、區(qū)域并能結合配體的第一個核受體出現(xiàn)在較低脊索動物， 由 RAR 的序列作為預測；TR 同系物在 Cionaintestinales 中發(fā)現(xiàn) 69 。假定核受體功能的復雜性的顯著增加伴隨著脊索的獲得。核受體主要的多樣化分成不同的亞科發(fā)生在昆蟲（節(jié)肢動物脊索動物），用果蠅作為一個例子， 代表所有的核受體亞型家庭。 基因復制的兩次波動導致核受體的多樣性66 。值得大家注意的是，在進化過程中類固醇受體亞科的出現(xiàn)相對較晚且在較低的后生動物沒有同系物；最密切相關的類固醇受體， 雌根相關受體（ ERR）在果蠅基因組中被找到70 ?；谶@種基因的分布，由于更古老的ERR 基因的復制，類固醇受體在約400-50

21、0 萬年前的脊索動物世系已經(jīng)演變71 。為了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄，早期的核受體不得不與轉(zhuǎn)錄機制進行通信。在進化中轉(zhuǎn)錄裝置的基本組成部分的出現(xiàn)遠早于核受體。 早期的報告說， 酵母中哺乳動物的核受體轉(zhuǎn)錄活性， 表明原始的真核生物已經(jīng)擁有了核受體作用于染色質(zhì)的結構所需的一些因素，在酵母和哺乳動物細胞中與哺乳動物的核受體串擾的基本轉(zhuǎn)錄因子 應該是非常保守的 72 。事實上， 在酵母中發(fā)現(xiàn)的各種輔助調(diào)節(jié)因子和染色質(zhì)重塑，如復雜的 Ada 或乙?；傅牡鞍踪|(zhì)，進一步證明了祖先核受體在存在一些轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制的元件的細胞中進化 75,76。假設即使是最早的核受體 （對脊椎動物核受體有相當?shù)偷耐葱裕?必須有一些特殊的功能，

22、 使其能夠與轉(zhuǎn)錄和染色質(zhì)重塑機制進行溝通。然而，在一些簡單的真核生物中沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄輔助因子，包括線蟲的核受體已被確定（見上文） 。很顯然，第一個擁有所有轉(zhuǎn)錄機制元件的真核生物是果蠅，該果蠅包含的果蠅基因組 DNA 序列編碼和脊椎動物同源的轉(zhuǎn)錄輔助因子 NCOR 和 NCoAs。有趣的是，在核受體主要的系統(tǒng)發(fā)育樹分支的這個特殊的進化階段在這些昆蟲中核受體超家族中所有類型都出現(xiàn)了， 支持這一概念，既在進化過程中核受體的數(shù)目和功能的復雜性已逐步上升與此同時轉(zhuǎn)錄機制復雜性也日益增加。核受體的分類自 1985 年核受體第一次的分離和克隆以來， 已經(jīng)將近 20 年了 75 。自那時以來，我們對核受體家族的

23、了解經(jīng)歷了巨大的擴展。 在最近幾年， 大量的核受體已經(jīng)通過同源克隆和新測序基因組的篩查確定。核受體超家族在他們DNA 結合的特性和二聚化的偏好基礎上一般可以分為四個亞科。第一亞科包括的受體與RXR 成為異二聚物。他們都作為應答元件識別直接重復，盡管一些核受體，像TR，同樣能夠綁定到對稱響應元件。第二亞科包括類固醇激素受體，主要作為配體誘導的二聚體。這些受體結合到 DNA 的識別位點，其序列為反向重復序列（回文）。第三亞科的受體主要作為二聚體結合直接重復。第四亞科的成員通常作為單體綁定到擴展核心位點。這種分類是非常廣泛的，但并沒有考慮到核受體之間的進化關系。兩個最保守的核受體結構域（ LBD 和

24、 DBD ）的序列比對已經(jīng)迫使許多專家對進化最遙遠的受體分離并形成了除了上述四個類以外的兩個亞科。 這些亞科之一包含一個家庭成員，即生殖細胞的核轉(zhuǎn)錄因子 1“（GCNF1），是結合直接重復的孤兒受體。僅包含兩個保守的結構域中一個的不尋常的核受體通常也分為一個單獨的亞科76 。最近，核受體命名委員會批準一個新的以親緣關系為基礎的命名，已經(jīng)提出了用于除了原來的核受體，原來的核受體是在我們的審查中使用的76 。這種命名系統(tǒng)是根據(jù)多序列比對程序，系統(tǒng)發(fā)育樹重建的方法和其他進化的影響，最終導致了核受體超家族細分7 個亞家族，編號為 0 到 677。 在系統(tǒng)發(fā)育上每個亞科的接近成員按字母順序排列的大寫字母

25、組合成組，在每一組內(nèi)的各個基因由阿拉伯數(shù)字定義。例如，根據(jù)新的術語，糖皮質(zhì)激素受體（ GR）被命名為 NR3C1。據(jù)研究人員表示， 這種新的命名系統(tǒng)應克服相同的基因幾個名字共存的問題，并允許新基因數(shù)量不斷增加的夾雜物，它的命名往往代表著一個問題，即他們發(fā)現(xiàn)的同時它們的功能不能被描述。核受體配體已知核受體的天然配體包括化學多樣性顯著的分子，例如類固醇、甲狀腺激素、視黃酸、類二十烷酸和脂肪酸。同樣，其生化的起源是多種多樣的。膽固醇是類固醇激素的生物合成來源，而視黃酸由 -胡蘿卜素產(chǎn)生， 類二十烷酸前列腺素 J2 是脂肪酸代謝的產(chǎn)物；甲狀腺激素是三碘甲狀腺原氨酸，在甲狀腺球蛋白中作為交聯(lián)的碘化酪氨酸

26、的降解產(chǎn)物。盡管它們的化學多樣性， 所有配體必須結合到核受體 LBDs 中的非常保守的疏水口袋中。各種核受體 LBDs 的結構研究表明，配體在受體活性形成中發(fā)揮結構的作用并由蛋白質(zhì)完全密封， 在它周圍作為蛋白再折疊使核心完整。 基于這一事實， 一些結構生物學家表明， 進化選擇新的配體基于他們填補配體結合口袋體積的能力。 配體結合口袋的平均分子體積已計算，現(xiàn)有配體的體積所示是高度保守的 81 。這一事實表明，核受體激素類似物的設計考慮結合口袋的大小作為主要的指導點之一。核受體作用的分子機理研究核受體控制基因表達的激活和關閉的機制是什么？這個問題的答案不像20年前第一次核受體的克隆那樣直接。核受體

27、轉(zhuǎn)錄調(diào)控可以是 DNA 依賴型（順式調(diào)控）或 DNA 自助型（反式調(diào)節(jié)） 。在順式調(diào)控的情況下作為均聚物或異源二聚體通過直接結合陽性 DNA 反應元件（在第一種情況下）或陰性的 DNA 反應元件下激活或抑制它們的靶基因。 在所謂的復合反應元件上已證明一些核受體與其他轉(zhuǎn)錄因子結合為異源二聚體， 如 AP182，83?；蜣D(zhuǎn)錄的反式調(diào)節(jié)是通過核受體結合在其他的 DNA 結合轉(zhuǎn)錄因子介導的。這種類型的核受體調(diào)節(jié)似乎主要是負轉(zhuǎn)錄。 一些核受體的轉(zhuǎn)錄抑制， 包括 TR 和 RAR，可以在配體結合存在或不存在中實現(xiàn)；在配體依賴的方式中許多核受體已被證明通過拮抗其他類別的轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性抑制轉(zhuǎn)錄 84，8

28、5。近年來，顯示了大量的蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)復合物通過核受體聚集， 以便執(zhí)行作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的功能。 在第一種情況下， 這些轉(zhuǎn)錄輔助調(diào)節(jié)因子 （抑制因子和共激活因子） 通過 “誘導契合 ”機制定向到核受體激活區(qū) AF-1 或 AF-2 ，在第二種情況下，通過與 LBD 的疏水槽的相互作用來定向（見上文）。對于核受體介導的轉(zhuǎn)錄調(diào)控的基本機制是，共激活因子通過配體依賴的抑制因子的交換達到，反之亦然。轉(zhuǎn)錄激活真核細胞的 DNA 被包裝成一個濃縮的染色質(zhì)結構。在 DNA 模板的這種自然狀態(tài)下降低了轉(zhuǎn)錄因子接入到其結合位點的概率。 在其他序列特異性的轉(zhuǎn)錄因子中突出顯示出核受體的特殊功能之一， 即在染色質(zhì)抑制的情況

29、下他們有能力進入他們的結合位點 86 。當結合他們的反應元件后核受體把染色質(zhì)重塑和組蛋白修飾復合物的聚集協(xié)調(diào)地結合起來，這將導致組蛋白尾巴特定殘基的共價修飾。這些組蛋白末端的特殊修改產(chǎn)生了允許轉(zhuǎn)錄起始的一個更加開放的染色質(zhì)結構。隨后基礎轉(zhuǎn)錄機制元件的接合，導致 RNA 轉(zhuǎn)錄和每個轉(zhuǎn)錄周期的生產(chǎn)，最終將導致其響應元件的核受體解離和隨后的降解（圖（3）。轉(zhuǎn)錄終止由核共抑制因子復合物的聚集來標記， 它通過染色質(zhì)重塑和組蛋白修飾活性產(chǎn)生壓制性的染色質(zhì)，最終導致啟動子的沉默87 。染色質(zhì)重塑在減輕染色質(zhì)介導的抑制中染色質(zhì)重塑因子和組蛋白修飾酶中蛋白質(zhì)復合物的兩大類有牽連。 在最近幾年， 許多核小體染色質(zhì)

30、重塑因子已經(jīng)確定。 人們通常會在大型的復合物中發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)。利用 ATP 水解的能量，這些核小體重塑配合物能夠修改染色質(zhì)模板， 以便使其更容易獲得普通的轉(zhuǎn)錄因子。 ATP 依賴的染色質(zhì)重塑復合物的準確數(shù)量是未知的， 但是到現(xiàn)在為止， 至少有五個家族已被描述，每個家族包含一個獨特的核心 ATP 酶亞基： SWI / SNF、ISWI 、CHD 、INO80、WINAC89 ， 90。其特征最佳的染色質(zhì)重塑復合物 SWI/ SNF 和 ISWI（仿SWI ）包括10-12亞基，發(fā)現(xiàn)它們不僅涉及基因的轉(zhuǎn)錄，而且也涉及DNA的復制、DNA修復和DNA重組。這兩種復合物已經(jīng)顯示出誘導核小體沿著DNA滑

31、動。此外，SWI / SNF 可以改變核小體表面上的 DNA 構象 90 。核受體與染色質(zhì)重塑復合物的相互作用是通過 SWI/ SNF 的不同的亞基介導的。對每個核受體而言，這些互動的亞基似乎是特定。 GR 已報道經(jīng)由 BAF-250 蛋白聚集 SWI / SNF91 ，但是 ER 與其他的 SWI/ SNF 亞基 BAF57 相互作用 92 。在啟動子上的染色質(zhì)重塑被認為是基因轉(zhuǎn)錄激活的第一步驟。組蛋白修飾另一部分染色質(zhì)重塑是組蛋白尾巴的翻譯后修飾。 這些修飾包括乙?；?、 甲基化、磷酸化和泛素化， 提出構成 “組蛋白編碼 ”，它代表一種為控制基因轉(zhuǎn)錄和染色質(zhì)調(diào)節(jié)的過程中的外基因標記機制 93

32、 ?；虻霓D(zhuǎn)錄率一般與組蛋白乙?；某潭纫约俺阴；蚪M區(qū)域出現(xiàn)的積極轉(zhuǎn)錄有關，與低乙?；瘏^(qū)域相反。組蛋白乙酰化和轉(zhuǎn)錄之間的 （正）相關性對在轉(zhuǎn)錄研究的領域中組蛋白修飾的這種類型產(chǎn)生了一個很大的興趣，并導致具有固有組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶（ HAT）活性： PCAF、 P300、 CBP 和 TAF（ II ）250 的四種蛋白質(zhì)的識別 94-97。隨后被表明，這些蛋白可以作為大型多蛋白復合物的必要亞基被聚集在核受體調(diào)控的啟動子上 （如在 PCAF 的情況下的 ADA 或 SAGA ，在 TAF（ II ）250 的情況下的TFIID ），和通過核心組蛋白尾部中的氨基末端的特定的賴氨酸殘基的乙酰化來

33、緩解染色質(zhì)抑制 99，100 。由組蛋白乙酰化誘導的染色質(zhì)阻遏的精確機制尚未闡明，但建議超乙?；赡芙档腿旧|(zhì)上啟動子的熱穩(wěn)定性， 這將導致轉(zhuǎn)錄因子結合的增強。 另一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)組蛋白尾巴的乙酰化可以穩(wěn)定染色質(zhì)重塑復合物結合到核小體上 101，94。按照這個看法，它已證明 RAR 介導的轉(zhuǎn)錄激活需要幾種染色質(zhì)重塑復合物和開始伴隨 ISWI 的 HATs、隨后的 P300 和 SWI / SNF 聚集的啟動子區(qū)域的連續(xù)動作 101。這些數(shù)據(jù)表明，染色質(zhì)重塑和組蛋白修飾復合物功能之間的聯(lián)系，這兩個都導致轉(zhuǎn)錄的刺激。配體誘導的大量的 HAT 的聚集，大量的 HAT 含有核受體響應啟動子復合物，是由

34、共激活因子 P160 家族的成員介導的。 三種蛋白質(zhì)已分配給此家族： NCOA-1（ SRC-1）、-NCOA-2（GRIP1）和-NCOA-3（PCIP），每個都具有類似的結構域。高度保守的 HLH-PAS 結構域功能未知區(qū)域的后面是受體相互作用結構域 （RID），通過三個 LXXLL 基序，也稱為核受體盒，介導配體依賴性的 P160 分子與核受體 LBDs 的相互作用 45,103,104。P160 C-末端轉(zhuǎn)錄激活結構域已被證明與HAT蛋白質(zhì)相互作用，例如PCAF 和 CBP/p300 蛋白以及如CARM1 的甲基轉(zhuǎn)移酶104，105。一方面根據(jù) P160 蛋白質(zhì)與核受體 LBD 相互作

35、用的能力，另一方面根據(jù)與組蛋白修飾復合物相互作用的能力， P160 蛋白質(zhì)一直被認為是作為適配器分子以配體 -依賴性的方式聚集結合在核受體上的乙酰基或甲基轉(zhuǎn)移活性的啟動子。然而，最近的一份報告表明，依賴于細胞和反應元件的情況下，一些如 NCOA-2 的 P160 分子能夠發(fā)揮抑制活性，其作用機制仍在闡明中 106。串擾與轉(zhuǎn)錄機制染色體重塑后的核受體介導的轉(zhuǎn)錄激活的下一個步驟是，一般轉(zhuǎn)錄因子和起始前復合物（ PIC）組裝的聚集一般認為涉及多蛋白調(diào)解復合物的另一種類型，以他們發(fā)現(xiàn)的相關的受體命名：DRIP（例如， VDR 相互作用的蛋白質(zhì)），TRAP（TR 相關的蛋白質(zhì)）， ARC（激活聚集的輔助

36、因子） 。這些復合物共享十幾種非常相似的（如果不相同）的蛋白質(zhì)，因此，現(xiàn)在被認為是表示相同的多蛋白復合物的物質(zhì)。這個復合物的聚集通過核受體DRIP/ TRAP/ ARC 組件其中的一個介導的， DRIP205 包含兩個交替使用的LXXLL 核受體相互作用基序。盡管沒有DRIP/ TRAP/ ARC 成分，但是已證明具有任何內(nèi)在的 HAT 或其它酶的活性，它們證明有刺激染色質(zhì)模板的活性的功能107 。這個活性可以被以配體依賴的方式的 DRIP/ TRAP/ ARC 與 RNA 聚合酶 II（聚合酶 II ）結合的能力來解釋，表明這些配合物的功能之一可能與配體結合的啟動子與轉(zhuǎn)錄機制的銜接。在最近幾

37、年已經(jīng)描述了許多其他公認的轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)蛋白（在 108 評論），這個龐大的數(shù)字顯然超過了核受體綁定的能力。 在試圖解釋在基因順序激活或共調(diào)節(jié)的組合模型的聚集中， 提出許多因素和復合物的合作對此的作用 110，111。該模型表明， 不同的蛋白質(zhì)復合物要不可以按順序、 組合方法進行， 要不在轉(zhuǎn)錄激活的多步驟過程中平行進行。 不同的蛋白質(zhì)復合物的平行聚集是合理的， 使用熒光標記的分子和基因組集成的反應元件陣列的方法得到可視化的受體輔助因子的動態(tài)變化來說明 111。這種方法揭示了 DNA - 受體相互作用的快速周轉(zhuǎn) （幾秒鐘內(nèi)）和快速的共調(diào)節(jié)交換。染色體免疫共沉淀(ChIP)，它結合了染色質(zhì)相關因子的固

38、定，隨后分析其組合物支持了輔助因子使用的序列模型。通過使用幾組ChIP 證明了 ER 的輔助因子聚集的動能和特定的順序，ER 即當激動劑結合時立即結合到在 PS2的啟動子上同源的反應元件87，112。ER 結合后，SWI/ SNF復合物是第一個結合在 pS2 的啟動子上的復合物，在 pS2 的啟動子產(chǎn)生了允許轉(zhuǎn)錄起始的一個穩(wěn)定的核小體構象。 SWI/ SNF 的聚集生效在初始轉(zhuǎn)錄的非生產(chǎn)性的過程中， 這是啟動子保證的需要。 聚集 HMTS 和 HATs 遵循這個步驟， 并導致組蛋白 3（ H3）的位置 14（K14 ）上的賴氨酸的乙?；?H4R3 的二甲基化并定義為 pS2 啟動子的轉(zhuǎn)錄能力

39、。這些組蛋白修飾參與轉(zhuǎn)錄機制的發(fā)生， 通過 APIS 的復合物最終導致 ER 定位到蛋白酶體。 轉(zhuǎn)錄的生產(chǎn)周期之后是初始的非生產(chǎn)性周期，在初始的非生產(chǎn)性周期上 P68 RNA 解旋酶是第一個聚集的。接著，將組蛋白甲基化的組合螯合是通過 P160 蛋白（ NCoAs）和組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶達到的（圖（ 3）。之前其他具有 HAT 活性的蛋白質(zhì)參與 NCoAs，確認這些蛋白質(zhì)作為支架參與核受體介導的轉(zhuǎn)錄的復合物構造的重要作用 （見上文）。 HATS 和聚集到 PS2啟動子上導致組蛋白尾部特定的修改， 即額外的 H3 R17 的二 HMTS甲基化和 H4 K16 的乙?；?，它定義了一個參與 pS2 啟

40、動子的轉(zhuǎn)錄水平。然后來自受體解離的組蛋白修飾復合物， 允許 TRAP / DRIP/ ARC 復合物的 DRIP205 蛋白的聚集，這反過來將促進與 RNA 聚合酶 II 互相作用的功能。轉(zhuǎn)錄開始的同時，聚合酶 II 的 C-端結構域被磷酸化和 P160-P300 復合物與 CBP-PCAF 進行交換113。據(jù)幾位科學家提出的模型， PCAF 然后將乙?；?P160 蛋白， P160 蛋白將從復合物中釋放出來 114。解離來自其同源反應元件的ER 可能需要熱休克蛋白hsp70 的參與，因為熱休克蛋白 hsp70 已被發(fā)現(xiàn)在 ER 配體誘導的周期末尾是與 pS2 啟動子相關聯(lián) 87 。另一種熱休

41、克蛋白 hsp90 先前已被描述參與啟動子 GR 的清除 115。HDAC-SWI/SNF 復合物結合到 PS2 啟動子是轉(zhuǎn)錄周期的最后一步。這些多蛋白復合物的元件改造成 PS2 啟動子上的核小體組織，使隨后的周期繼續(xù)進行。在第二生產(chǎn)周期的末尾，轉(zhuǎn)錄抑制復合物 NuRD（含組蛋白去乙酰化酶和改造活性） 特定的結合到啟動子上， 而且可能取代位于啟動子 TATA 盒上剩余的 TFIIA/ TBP 復合物。 NuRD 復合物的聚集與和 PS2 啟動子相關的沉默染色質(zhì)的產(chǎn)生密切相關。 這時就需要一個重新起始周期， 核小體結構的完全重新修改在隨后的周期中是所需的。鑒于各種蛋白質(zhì)復合物聚集在啟動子的數(shù)目，

42、大大超過了核受體的數(shù)量， 它很可能是這些配合物或它們的組成部分可能會對細胞和 /或啟動子是特定的。事實上，例如一種細胞特異性的共調(diào)節(jié)因子即 PPAR 共激活因子 1（PGC-1）專門在褐色的脂肪和骨骼肌中表達， 已經(jīng)發(fā)現(xiàn) PGC-1 在 PPAR 介導的 UCP-1 轉(zhuǎn)錄中是絕對重要的。 UCP-1 轉(zhuǎn)錄的誘導對 PPAR 的響應僅發(fā)生在 褐色脂肪細胞，但不發(fā)生在沒有 PGC-1 產(chǎn)生的成纖維細胞 116。近日，PGC-1 作用的分子機制已被闡明。PGC-1 與 DRIP/ TRAP/ ARC 復合物的直接的相互作用和刺激 P300-依賴的組蛋白乙酰化，從而在染色質(zhì)重塑和前起始復合物的形成中發(fā)

43、揮作用 118，119。另一種分子 SRA（類固醇受體 RNA 激活劑），可以作為一個共調(diào)節(jié)因子的例子特定結合到核受體的一個亞群。 SRA 特別令人感興趣，因為它不是一種蛋白質(zhì)，而是一種 RNA 轉(zhuǎn)錄物；已被證明，通過與 NCOA-1 的相互作用和協(xié)同作用激活類固醇受體的 AF-1 功能 120， 121。轉(zhuǎn)錄抑制核受體活性的另一個重要組成部分是抑制轉(zhuǎn)錄的能力。 大多數(shù)核受體永久駐留在細胞核中，如 TR、RAR、VDR 以及許多孤兒受體能夠識別沒有配體的反應元件并能積極抑制轉(zhuǎn)錄。缺乏配體的類固醇受體與熱休克蛋白復合物相互聯(lián)系，這使他們遠離他們的識別元件， 但與拮抗劑結合后， 也被證明能抑制轉(zhuǎn)錄

44、。 此外，一些核受體在負反應元件上表現(xiàn)激動劑依賴的的抑制121，122。核受體介導的轉(zhuǎn)錄抑制的分子機制與抑制因子的發(fā)現(xiàn)同時揭曉，如 SMRT（沉默調(diào)節(jié)子維甲酸和甲狀腺激素受體）和N-COR（核受體共抑制因子），具有積極抑制轉(zhuǎn)移到異源DNA 結合結構域的能力123，124。SMRT/ NCOR 功能的分析曾透露這些抑制因子具 有幾個保 守的的抑制域，為組 蛋白脫 乙酰酶（ HDACs）或含有像Sin3A 復合物的 HDAC 的成分提供相互作用的表面23，125。組蛋白脫乙酰酶 （HDACs ）主要的細胞功能是除去組蛋白尾部上特定賴氨酸的乙酰基基團，從而抵消HAT 的活動和染色質(zhì)濃縮的誘導48，

45、126。在最近幾年中已經(jīng)描述了，許多額外的共抑制因子復合物具有HDAC 依賴性和 /或獨立的轉(zhuǎn)錄抑制活性的功能。這些多蛋白復合物與HDACs 相聯(lián)系的有Sin3、NuRD 和 CoREST，其聚集到靶染色質(zhì)上被認為是細胞特異和/或啟動子特異。最近描述的一些其他抑制因子如Alien 、LcoR、Ikaros 基因或 RIP140，顯示的只是在某些情況下對HDAC 抑制劑部分敏感或不敏感127-129 。HDAC 無關的活動模式的分子機制仍不清楚，但可能涉及到與C-末端結合蛋白（ CtBP）的結合，這反過來又已顯示與polycomb 基因（ PCG）復合物交互作用， PCG 涉及穩(wěn)定基因表達的抑制

46、130 。研究最深入的核受體抑制因子，N-COR 和 SMRT 通過兩個核受體相互作用結構域聚集到染色質(zhì)靶位點上，每個包含一個典型的基序LXXXIXXX（I / L），通常被稱為CoRNR盒48 。N-COR和 SMRT 羧基末端結構域中存在CoRNR 框1 和 2，已被報告在與非配體的 TR、RAR 和 RXR 的相互作用是必要和充分的。此外，已經(jīng)表明，核受體對 CoRNR1 和 CoRNR2 具有不同的的喜好。例如，視黃酸受體結合 CoRNR1，而 RXR 幾乎完全與 CoRNR2 相互作用 131，132。根據(jù)蛋白質(zhì)結構的預測分析， LXXXIXXX （I / L ）序列形成一個擴展的

47、-螺旋，螺旋轉(zhuǎn)動的時間比共激活因子基序的 LXXLL更長。雖然共抑制因子和共激活因子基序利用重疊表面進行相互作用，但是螺旋12 其激動劑的位置中防止與共抑制因子螺旋擴展的綁定。因此，重新定位的螺旋12 與核受體配體結合結構域結合的激動劑配體結合， 代表一個可能的分子機制， 即配體依賴的共抑制因子復合物的移位。已經(jīng)認為核受體 LBD 的 AF-2 螺旋已經(jīng)進化到能夠辨別共激活因子的 LXXLL 螺旋和 N-CoR/SMRT 抑制因子的擴展螺旋， 允許配體依賴性的核受體活性的開關。顯然，N-COR 、SMRT 結合到靶染色質(zhì)上的其他方式以這些抑制因子的方式存在，被證明要結合一些與核受體無關的轉(zhuǎn)錄因

48、子，如Mad 、Pit-1 和CBF-1，這些抑制因子的相互作用表面必須與核受體的LBDs 顯著不同 23，133。除了轉(zhuǎn)錄因子和 HDACs 、N-COR 、SMRT 與許多其它蛋白相關聯(lián)以外， 最近已證明，這些分子的生化純化表明 SMRT 和 N-COR 存在于大小約 1.5-2MDA 的大型獨立的蛋白復合物上 134-136。每個 N-COR 和 SMRT 復合物由約 10 至 12 個蛋白質(zhì)組成，其中一些蛋白質(zhì)如 TBL1/TBLR1 顯示的染色質(zhì)結合的活性促使 N-COR、SMRT 復合物向另一個重要組成部分HDAC3 底物靠近。最近描述的N-CoR 抑制因子復合物的另一元件，即甲基化CpG 島結合蛋白 Kaiso，促使N-CoR 結合到甲基化的啟動子上從而介導甲基化依賴的DNA 抑制 134 。然而，N-CoR 抑制因子復合物的另一個亞基，即細胞內(nèi)信號