人体内转录因子Sry-related Box 17 结合DNA反应机理的结构生物学研究
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2020-02-20
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中国科技论文在线
人体内转录因子 Sry-related Box 17 结合
DNA 反应机理的结构生物学研究
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任吉霞，谢勇
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基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金 新教师类(20101106120044)
作者简介：任吉霞，（1984-），女，博士后，主要研究方向：化学生物学、计算机辅助药物设计。
通信联系人：谢勇，（1974-），男 ，副 研 究 员 ，主要研究方向：蛋白质结构与功能。E-mail: yxie@implad.ac.cn
（中国医学科学院/北京协和医学院药用植物研究所，北京 100193） 5
摘要：Sry-related Box (简称 Sox) 是一类含有一个 HMG 结构域的转录因子。HMG 结构域结
合 DNA 后使 DNA 发生弯曲从而达到调控遗传信息转录的效果。在器官分化期各个 Sox 成
员在不同的细胞系中具有不同的转录调控功能，表明每种 Sox 转录因子具有其独特的与
DNA 相互作用的机理。研究每种 Sox 转录因子的 HMG 结构域与 DNA 结合前后空间结构变
化可以为阐明 Sox 转录因子各自不同的 DNA 结合机理提供分子结构证据。之前的研究报道10
了 Sox2，Sox4，Sox9，Sox17 的 HMG 结构域与 DNA 复合体的晶体结构，但缺乏测定对应
的 HMG 结构域单体的晶体结构来证明 DNA 结合后 HMG 结构域的空间结构变化。为了填
补这些对自然现象理解的不足之处，本研究测定了 2.4 Å 分辨率 Sox17 的 HMG 结构域的晶
体结构，从分子结构层面阐明了 Sox17 与 DNA 的相互作用机理。
关键词：转录因子；Sry-related Box 17 (Sox17)；HMG 结构域；DNA 结合；晶体结构 15
中图分类号：Q512
Structure Biological Investigation of Human Transcription
Factor Sry-related Box 17 Binding to DNA
REN Jixia, XIE Yong 20
(Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Science & Peking Union
Medical College, Beijing 100193)
Abstract: Sry-related box (Sox) transcription factors share a conserved high-mobility-group box
domain (HMG-domain) that binds DNA and bends DNA for further assembly of transcriptional
machineries. During organogenesis, each member of the Sox family triggers a specific cell lineage 25
differentiation, indicating that their interactions with DNA are different from each other.
Investigating structural rearrangement of each Sox transcription factor HMG-domain upon
binding to DNA would help to elucidate the distinctive molecular mechanism by which they
interact with DNA. Previous studies have determined the crystal structures of Sox2
HMG-domain/DNA, Sox4 HMG-domain/DNA, Sox9 HMG-domain/DNA and Sox17 30
HMG-domain/DNA complexes. However, major gaps remain in the structural information on the
Sox transcription factor HMG-domains. Here, we report the crystal structure of the human Sox17
HMG-domain alone at 2.4 Å resolution. Comparing this structure and the structure of the Sox17
HMG-domain/DNA complex provides structural evidence to understand how to Sox17 binding to
DNA.
35
Keywords: Transcription factor; sry-related box 17 (Sox17); HMG-domain; crystal structure;
DNA-binding
0 引言
转录因子是一类通过识别 DNA 分子 5’端特定序列来启动转录反应的蛋白质。转录因子40
的功能体现在它们结合 DNA 的特定碱基序列后使其空间结构发生显著的改变，从而调控遗
传信息的转录
[1
，
2]
。Sry-related box (简称 Sox)是转录因子的一个亚组，在哺乳动物原肠胚形
成和器官分化的过程中调控相关基因的表达
[3-6]
。哺乳动物细胞内存在 20 种 Sox 转录因子，
它们都含有一个 7-80 个氨基酸残基构成的被称为 HMG 的序列高度保守的结构域
[7]
。
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