Фактор транскрипции Gal4 - Gal4 transcription factor

Регуляторный белок GAL4
Идентификаторы
ОрганизмSaccharomyces cerevisiae
СимволGAL4
Entrez855828
UniProtP04386
Викиданные Q27549381

В Фактор транскрипции Gal4 является позитивным регулятором экспрессии генов, индуцированных галактозой.[1] Этот белок представляет собой большое семейство факторов транскрипции грибов, семейство Gal4, которое включает более 50 членов в дрожжах. Saccharomyces cerevisiae например Oaf1, Pip2, Pdr1, Pdr3, Leu3.[2]

Gal4 распознает гены с UASграмм, последовательность активации выше по потоку, и активирует их. В дрожжевых клетках основными мишенями являются GAL1 (галактокиназа ), GAL10 (UDP-глюкозо-4-эпимераза ) и GAL7 (галактозо-1-фосфат уридилилтрансфераза ), три фермента, необходимые для метаболизма галактозы. Эта привязка также оказалась полезной при построении Система GAL4 / UAS, метод контроля экспрессии у насекомых.[3] В дрожжах Gal4 по умолчанию репрессируется Gal80 и активируется в присутствии галактоза поскольку Gal3 связывает Gal80.[4]

Домены

Два исполнительных домена, ДНК-связывающий и активационный домены, обеспечивают ключевую функцию белка Gal4, соответствующего большинству факторов транскрипции.

Gal4 домены и регулирование

Связывание ДНК

N-конец Gal4 представляет собой цинковый палец, принадлежащий к Zn (2) -C6 грибковое семейство. Образует Zn-цистеиновый тиолатный кластер,[5][6] и, в частности, распознает БПЛАграмм в промоторе GAL1. [7][8]

Трансактивация Gal4

Локализуется на С-конце, принадлежит девяти аминокислотам домен трансактивации family, 9aaTAD, вместе с Oaf1, Pip2, Pdr1, Pdr3, но также p53, E2A, MLL.[9][10]

Регулирование

Галактоза индуцирует опосредованную Gal4 транскрипцию, хотя глюкоза вызывает серьезную репрессию.[11][12]

Как часть регуляции Gal4, ингибирующий белок Gal80 распознает и связывается с областью Gal4 (853-874 аминокислотных остатка).[13][14][15]

Ингибирующий белок Gal80 блокируется регуляторным белком Gal3 галактозным образом. Это позволяет Gal4 работать при наличии галактозы.[16][4][17][18]

Мутанты

Мутант Gal4 с потерей функции gal4-64 (1-852 а.о., делеция С-конца Gal4 29 а.о.) потерял как взаимодействие с Gal80, так и функцию активации.[19][20][21]

В Gal4 ревертированный мутант Gal4C-62,[22] последовательность (QTAY N AFMN) с паттерном 9aaTAD появилась и восстановила функцию активации белка Gal4.

Неактивные конструкции

Домен активации Gal4 ингибируется С-концевым доменом в некоторых конструкциях Gal4.[23][24]

Функция

Цель

Транскрипция

Функция активации Gal4 опосредуется MED15 (Гал.11).[25][26][27][28][29][30][31]

Белок Gal4 взаимодействует также с другими медиаторами транскрипции, такими как Tra1,[32][33][34] TAF9,[35] и комплекс SAGA / MED15.[36][37]

Протеосома

Субъединица 26 S протеасомы, регуляторного белка Sug2, имеет молекулярное и функциональное взаимодействие с функцией Gal4.[38][39] Протеолитический оборот фактора транскрипции Gal4 не требуется для функционирования in vivo.[40] Собственное моноубиквитинирование Gal4 защищает от 19S-опосредованной дестабилизации в индуцирующих условиях.[41]

Заявление

Gal4 широко используется в дрожжах. двухгибридный скрининг для скрининга или анализа белок-белковых взаимодействий в эукариотических клетках от дрожжей до человека.

в Система GAL4 / UAS, белок Gal4 и восходящая активирующая область Gal4 (UAS) используются для изучения экспрессии и функции генов в организмах, таких как плодовая мушка.[3]

Gal4 и ингибирующий белок Gal80 нашли применение в методике генетики для создания индивидуально помеченных гомозиготных клеток, называемых MARCM (Мозаичный анализ с репрессируемым клеточным маркером).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Клар А.Дж., Халворсон ХО (1974). «Исследования позитивного регуляторного гена GAL4 в регуляции ферментов катаболизма галактозы в Saccharomyces cerevisiae». Молекулярная и общая генетика. 135 (3): 203–12. Дои:10.1007 / BF00268616. PMID  4376212. S2CID  26014344.
  2. ^ Шерлинг П., Холмберг С. (декабрь 1996 г.). «Сравнительный анализ аминокислотной последовательности цинкового кластера семейства С6 регуляторов транскрипции». Исследования нуклеиновых кислот. 24 (23): 4599–607. Дои:10.1093 / nar / 24.23.4599. ЧВК  146297. PMID  8967907.
  3. ^ а б Даффи Дж. Б. (2002). «Система GAL4 у дрозофилы: швейцарский армейский нож генетика мух». Бытие. 34 (1–2): 1–15. Дои:10.1002 / ген.10150. PMID  12324939.
  4. ^ а б Цзян Ф., Фрей Б. Р., Эванс М. Л., Фрил Дж. К., Хоппер Дж. Э. (октябрь 2009 г.). «Активация гена путем диссоциации ингибитора от домена активации транскрипции». Молекулярная и клеточная биология. 29 (20): 5604–10. Дои:10.1128 / MCB.00632-09. ЧВК  2756894. PMID  19651897.
  5. ^ Марморштейн Р., Кэри М., Пташне М., Харрисон С.К. (апрель 1992 г.). «Узнавание ДНК посредством GAL4: структура комплекса белок-ДНК». Природа. 356 (6368): 408–14. Bibcode:1992Натура.356..408М. Дои:10.1038 / 356408a0. PMID  1557122. S2CID  4344434.
  6. ^ Пан Т., Коулман Дж. Э. (март 1990 г.). «ДНК-связывающий домен GAL4 образует двухъядерный комплекс с ионом металла». Биохимия. 29 (12): 2023–9. Дои:10.1021 / bi00464a019. PMID  2186803.
  7. ^ Киган Л., Гилл Г., Пташне М. (февраль 1986 г.). «Отделение связывания ДНК от функции активации транскрипции регуляторного белка эукариот». Наука. 231 (4739): 699–704. Bibcode:1986Научный ... 231..699K. Дои:10.1126 / science.3080805. PMID  3080805.
  8. ^ Гинигер Э., Варнум С.М., Пташне М. (апрель 1985 г.). «Специфическое связывание ДНК GAL4, положительного регуляторного белка дрожжей». Клетка. 40 (4): 767–74. Дои:10.1016/0092-8674(85)90336-8. PMID  3886158. S2CID  31663066.
  9. ^ Ding WV, Johnston SA (май 1997 г.). «Домены связывания ДНК и активации Gal4p достаточны для передачи его регуляторных сигналов». Молекулярная и клеточная биология. 17 (5): 2538–49. Дои:10.1128 / MCB.17.5.2538. ЧВК  232103. PMID  9111323.
  10. ^ Мелчер К., Джонстон С.А. (май 1995 г.). «GAL4 взаимодействует с ТАТА-связывающим белком и коактиваторами». Молекулярная и клеточная биология. 15 (5): 2839–48. Дои:10.1128 / MCB.15.5.2839. ЧВК  230515. PMID  7739564.
  11. ^ Клар А.Дж., Халворсон ХО (1974). «Исследования позитивного регуляторного гена GAL4 в регуляции ферментов катаболизма галактозы в Saccharomyces cerevisiae». Молекулярная и общая генетика. 135 (3): 203–12. Дои:10.1007 / BF00268616. PMID  4376212. S2CID  26014344.
  12. ^ Григгс Д.В., Джонстон М. (октябрь 1991 г.). «Регулируемая экспрессия гена активатора GAL4 в дрожжах обеспечивает чувствительный генетический переключатель для репрессии глюкозы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 88 (19): 8597–601. Bibcode:1991PNAS ... 88.8597G. Дои:10.1073 / пнас.88.19.8597. ЧВК  52556. PMID  1924319.
  13. ^ Kumar PR, Yu Y, Sternglanz R, Johnston SA, Joshua-Tor L (февраль 2008 г.). «НАДФ регулирует систему индукции GAL дрожжей». Наука. 319 (5866): 1090–2. Bibcode:2008Научный ... 319.1090K. Дои:10.1126 / science.1151903. ЧВК  2726985. PMID  18292341.
  14. ^ Тоден Дж. Б., Райан Л. А., Рис Р. Дж., Холден Х. М. (октябрь 2008 г.). «Взаимодействие между кислотным активатором транскрипции и его ингибитором. Молекулярная основа распознавания Gal4p с помощью Gal80p». Журнал биологической химии. 283 (44): 30266–72. Дои:10.1074 / jbc.M805200200. ЧВК  2573081. PMID  18701455.
  15. ^ Джонстон С.А., Салмерон Дж. М., Динчер СС (июль 1987 г.). «Взаимодействие положительных и отрицательных регуляторных белков в регулоне галактозы дрожжей». Клетка. 50 (1): 143–6. Дои:10.1016/0092-8674(87)90671-4. PMID  3297350. S2CID  46090047.
  16. ^ Эгрибоз О., Цзян Ф., Хоппер Дж. Э. (ноябрь 2011 г.). «Быстрое переключение гена GAL у Saccharomyces cerevisiae зависит от ядерного Gal3, а не ядерно-цитоплазматического переноса Gal3 и Gal80». Генетика. 189 (3): 825–36. Дои:10.1534 / генетика.111.131839. ЧВК  3213366. PMID  21890741.
  17. ^ Пэн Дж., Хоппер Дж. Э. (июнь 2002 г.). «Активация гена посредством взаимодействия ингибитора с цитоплазматическим сигнальным белком». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 (13): 8548–53. Bibcode:2002PNAS ... 99.8548P. Дои:10.1073 / pnas.142100099. ЧВК  124307. PMID  12084916.
  18. ^ Цуюму С., Адамс Б.Г. (июль 1974 г.). «Кинетические исследования разведения дрожжевых популяций: агрегация галактозы in vivo с использованием ферментов и молекул положительного регулятора». Генетика. 77 (3): 491–505. ЧВК  1213142. PMID  4369925.
  19. ^ Дуглас ХК, Конди Ф (декабрь 1954 г.). «Генетический контроль использования галактозы у Saccharomyces». Журнал бактериологии. 68 (6): 662–70. Дои:10.1128 / jb.68.6.662-670.1954. ЧВК  386212. PMID  13221541.
  20. ^ Дуглас ХК, Хоторн, округ Колумбия (май 1964 г.). «Ферментативная экспрессия и генетическая связь генов, контролирующих использование галактозы в Saccharomyces». Генетика. 49: 837–44. ЧВК  1210618. PMID  14158615.
  21. ^ Мацумото К., Адачи Ю., Тох-э А., Осима Ю. (февраль 1980 г.). «Функция позитивного регуляторного гена gal4 в синтезе ферментов пути галактозы в Saccharomyces cerevisiae: доказательство того, что область GAL81 кодирует часть белка gal4». Журнал бактериологии. 141 (2): 508–27. Дои:10.1128 / JB.141.2.508-527.1980. ЧВК  293654. PMID  6988385.
  22. ^ Джонстон С.А., Салмерон Дж. М., Динчер СС (июль 1987 г.). «Взаимодействие положительных и отрицательных регуляторных белков в регулоне галактозы дрожжей». Клетка. 50 (1): 143–6. Дои:10.1016/0092-8674(87)90671-4. PMID  3297350. S2CID  46090047.
  23. ^ Ма Дж., Пташне М. (март 1987 г.). «Делеционный анализ GAL4 определяет два сегмента, активирующих транскрипцию». Клетка. 48 (5): 847–53. Дои:10.1016 / 0092-8674 (87) 90081-Х. PMID  3028647. S2CID  4979320.
  24. ^ Варфилд Л., Таттл Л.М., Пачеко Д., Клевит Р.Э., Хан С. (август 2014 г.). «Последовательно-специфичный мотив активатора транскрипции и мощные синтетические варианты, которые связывают медиатор с использованием нечеткого интерфейса белков». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 111 (34): E3506-13. Bibcode:2014PNAS..111E3506W. Дои:10.1073 / pnas.1412088111. ЧВК  4151740. PMID  25122681.
  25. ^ Фасслер Дж. С., Уинстон Ф (декабрь 1989 г.). «Ген Saccharomyces cerevisiae SPT13 / GAL11 играет как положительную, так и отрицательную регуляторную роль в транскрипции». Молекулярная и клеточная биология. 9 (12): 5602–9. Дои:10.1128 / MCB.9.12.5602. ЧВК  363730. PMID  2685570.
  26. ^ Хан И, Кодадек Т. (май 2000 г.). «Пептиды, выбранные для связывания репрессора Gal80, являются мощными доменами активации транскрипции в дрожжах». Журнал биологической химии. 275 (20): 14979–84. Дои:10.1074 / jbc.275.20.14979. PMID  10809742.
  27. ^ Хашимото Х, Кикучи Й, Ноги Й, Фукасава Т (1983). «Регулирование экспрессии кластера генов галактозы в Saccharomyces cerevisiae. Выделение и характеристика регуляторного гена GAL4». Молекулярная и общая генетика. 191 (1): 31–8. Дои:10.1007 / BF00330886. PMID  6350827. S2CID  115216273.
  28. ^ Лонг Р.М., Мылин Л.М., Хоппер Дж. Э. (апрель 1991 г.). «GAL11 (SPT13), регулятор транскрипции различных генов дрожжей, влияет на состояние фосфорилирования GAL4, высокоспецифичного активатора транскрипции». Молекулярная и клеточная биология. 11 (4): 2311–4. Дои:10.1128 / MCB.11.4.2311. ЧВК  359938. PMID  2005915.
  29. ^ Ноги Ю., Фукасава Т. (октябрь 1980 г.). «Новая мутация, которая влияет на использование галактозы в Saccharomyces cerevisiae». Текущая генетика. 2 (2): 115–20. Дои:10.1007 / BF00420623. PMID  24189802. S2CID  12635991.
  30. ^ Сакураи Х, Хираока Й, Фукасава Т (сентябрь 1993 г.). «Белок GAL11 дрожжей представляет собой фактор транскрипции особого типа, который усиливает базальную транскрипцию in vitro». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 90 (18): 8382–6. Bibcode:1993ПНАС ... 90.8382С. Дои:10.1073 / пнас.90.18.8382. ЧВК  47360. PMID  8378310.
  31. ^ Судзуки Ю., Ноги Ю., Абэ А., Фукасава Т. (октябрь 1992 г.). «Белок GAL11, вспомогательный активатор транскрипции для генов, кодирующих ферменты, метаболизирующие галактозу, в Saccharomyces cerevisiae». Молекулярная и клеточная биология. 12 (10): 4806. Дои:10.1128 / MCB.12.10.4806. ЧВК  360407. PMID  1406662.
  32. ^ Линь Л., Чемберлен Л., Чжу Л. Дж., Грин М.Р. (февраль 2012 г.). «Анализ Gal4-направленной активации транскрипции с использованием мутантов Tra1, селективно дефектных по взаимодействию с Gal4». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (6): 1997–2002. Bibcode:2012ПНАС..109.1997Л. Дои:10.1073 / pnas.1116340109. ЧВК  3277556. PMID  22308403.
  33. ^ Маджмудар С.Ю., Лабут А.Е., Мапп А.К. (июль 2009 г.). «Tra1 как цель скрининга для обнаружения домена активации транскрипции». Письма по биоорганической и медицинской химии. 19 (14): 3733–5. Дои:10.1016 / j.bmcl.2009.05.045. ЧВК  4322765. PMID  19497740.
  34. ^ Ривз WM, Хан S (октябрь 2005 г.). «Мишени активатора транскрипции Gal4 в функциональных комплексах транскрипции». Молекулярная и клеточная биология. 25 (20): 9092–102. Дои:10.1128 / MCB.25.20.9092-9102.2005. ЧВК  1265783. PMID  16199885.
  35. ^ Кляйн Дж., Нолден М., Сандерс С.Л., Кирхнер Дж., Вейл П.А., Мельчер К. (февраль 2003 г.). «Использование генетически введенного сшивающего агента для идентификации сайтов взаимодействия кислотных активаторов в пределах нативного фактора транскрипции IID и SAGA». Журнал биологической химии. 278 (9): 6779–86. Дои:10.1074 / jbc.M212514200. PMID  12501245.
  36. ^ Ларшан Э., Уинстон Ф. (январь 2005 г.). «Комплекс Saccharomyces cerevisiae Srb8-Srb11 функционирует с комплексом SAGA во время транскрипции, активируемой Gal4». Молекулярная и клеточная биология. 25 (1): 114–23. Дои:10.1128 / MCB.25.1.114-123.2005. ЧВК  538787. PMID  15601835. (http://mcb.asm.org/content/25/1/114/F8.large.jpg )
  37. ^ Ларссон М., Увелл Х., Сандстрём Дж., Риден П., Селт Л.А., Бьёрклунд С. (2013). «Функциональные исследования субъединиц медиаторного хвоста med5, med15 и med16 дрожжей». PLOS ONE. 8 (8): e73137. Bibcode:2013PLoSO ... 873137L. Дои:10.1371 / journal.pone.0073137. ЧВК  3750046. PMID  23991176.
  38. ^ Чанг С., Гонсалес Ф., Ротермель Б., Сан Л., Джонстон С.А., Кодадек Т. (август 2001 г.). «Домен активации Gal4 связывает белок Sug2, компонент протеасомы, in vivo и in vitro». Журнал биологической химии. 276 (33): 30956–63. Дои:10.1074 / jbc.M102254200. PMID  11418596.
  39. ^ Рассел С.Дж., Джонстон С.А. (март 2001 г.). «Доказательства того, что протеолиз Gal4 не может объяснить транскрипционные эффекты мутаций протеасомной АТФазы». Журнал биологической химии. 276 (13): 9825–31. Дои:10.1074 / jbc.M010889200. PMID  11152478.
  40. ^ Нэлли К., Джонстон С.А., Кодадек Т. (август 2006 г.). «Протеолитический оборот фактора транскрипции Gal4 не требуется для функционирования in vivo». Природа. 442 (7106): 1054–7. Bibcode:2006Натура.442.1054N. Дои:10.1038 / природа05067. PMID  16929306. S2CID  1926315.
  41. ^ Фердоус А., Сикдер Д., Жиллет Т., Нэлли К., Кодадек Т., Джонстон С.А. (январь 2007 г.). «Роль протеасомных АТФаз и моноубиквитилирования активатора в регулировании связывания Gal4 с промоторами». Гены и развитие. 21 (1): 112–23. Дои:10.1101 / gad.1493207. ЧВК  1759896. PMID  17167105.

дальнейшее чтение