【讨论】活化子和抑制子的转变
丁香园论坛
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基因转录调控中，存在大量的活化子和抑制子。通常人们会把他们区别对待，活化子如Gal4，行使转录激活功能；抑制子如HDAC，行使转录抑制功能。
但是，目前越来越多的实验表明，很多活化子能同时作为抑制子存在。如Oct4是干细胞中一种相当重要的调控因子。它与启动子的结合激活了多潜能基因的表达，却抑制了发育基因的表达。现在的问题是：在同样的细胞环境中，作为抑制子，它募集的是沉默复合物，而作为活化子，它最终募集的是转录机器。那么，是什么决定它的选择呢？能想到的解释只有DNA序列的分布。
比较困惑，望战友们各抒己见。
但是，目前越来越多的实验表明，很多活化子能同时作为抑制子存在。如Oct4是干细胞中一种相当重要的调控因子。它与启动子的结合激活了多潜能基因的表达，却抑制了发育基因的表达。现在的问题是：在同样的细胞环境中，作为抑制子，它募集的是沉默复合物，而作为活化子，它最终募集的是转录机器。那么，是什么决定它的选择呢？能想到的解释只有DNA序列的分布。
比较困惑，望战友们各抒己见。
一个蛋白行使截然相反的两种功能：
1、想到了乳糖操纵子阻遏蛋白，其构型的变化。
2、蛋白本身被修饰。
3、DNA序列被修饰。
4、这种功能靠一个团队----复合体来完成。
th-chen有这方面的资料可以摆上来供我们阅读后再讨论。呵呵
1、想到了乳糖操纵子阻遏蛋白，其构型的变化。
2、蛋白本身被修饰。
3、DNA序列被修饰。
4、这种功能靠一个团队----复合体来完成。
th-chen有这方面的资料可以摆上来供我们阅读后再讨论。呵呵
一个蛋白行使截然相反的两种功能，这是比较常见的。在不同的细胞环境下，某个转录因子经历不同的修饰（如磷酸化和去磷酸化，或者通过与其它蛋白的结合），可获得不同的转录活性。在真核细胞中，抑制或激活难以由单一蛋白来实现，通常依靠“团队”复合体来完成。
但是难于理解的地方在于：在同样的胞内环境中，同样的转录因子（如上面提到的Oct4）行使了相反的功能。如下图。
个人想到的解释是：
1： 转录因子与DNA序列的结合改变了自身构象，从而改变了其对沉默或激活复合物的亲和力；
2： 与其它转录因子的协同作用决定是激活或抑制。
呵呵：a open question
但是难于理解的地方在于：在同样的胞内环境中，同样的转录因子（如上面提到的Oct4）行使了相反的功能。如下图。
个人想到的解释是：
1： 转录因子与DNA序列的结合改变了自身构象，从而改变了其对沉默或激活复合物的亲和力；
2： 与其它转录因子的协同作用决定是激活或抑制。
呵呵：a open question
可不可以这么理解：
1、Oct4作为转录因子，与Sox2、Klf4等转录因子结合后激活转录。
2、下面的HD AC及PcG相当于Oct4阻遏蛋白，HD AC、PcG与Oct4结合后阻止了Oct4与其相应的转录因子结合从而抑制转录！
1、Oct4作为转录因子，与Sox2、Klf4等转录因子结合后激活转录。
2、下面的HD AC及PcG相当于Oct4阻遏蛋白，HD AC、PcG与Oct4结合后阻止了Oct4与其相应的转录因子结合从而抑制转录！
A: activating funtion of Oct4, Klf4 and Sox2
B: Repressive funtion of Oct4, Klf4 and Sox2
从这两小标题来看，觉得我上面的解释是行得通的，呵呵！
B: Repressive funtion of Oct4, Klf4 and Sox2
从这两小标题来看，觉得我上面的解释是行得通的，呵呵！
Fasta921 wrote:
可不可以这么理解：
1、Oct4作为转录因子，与Sox2、Klf4等转录因子结合后激活转录。
2、下面的HD AC及PcG相当于Oct4阻遏蛋白，HD AC、PcG与Oct4结合后阻止了Oct4与其相应的转录因子结合从而抑制转录！
你分析的有部分道理。但是，Oct4凭什么在B基因上募集HD AC、PcG，而在A基因上募集P300呢？
我现在的疑问是，转录因子结合到DNA上之后，是否会发生自身构象的改变。或许，相同的转录因子能结合多种DNA序列，而与不同DNA序列的结合需要采取不同的构象。这样，它就能获得不同的转录活性。
不知道这样的分析是否有道理。
th_chen wrote:
你分析的有部分道理。但是，Oct4凭什么在B基因上募集HD AC、PcG，而在A基因上募集P300呢？
我现在的疑问是，转录因子结合到DNA上之后，是否会发生自身构象的改变。或许，相同的转录因子能结合多种DNA序列，而与不同DNA序列的结合需要采取不同的构象。这样，它就能获得不同的转录活性。
不知道这样的分析是否有道理。
1、上述A、B图可能描述是同一基因在不同状态的转录情况（激活转录或抑制）
2、Oct4结合不同蛋白的可能解释：
（1）Oct4可能被修饰后，构象发生改变，与不同的蛋白结合（就象PKA的催化亚基与调节亚基一样）
（2）可能细胞处于B状态时，才有HD AC、PcG这两种蛋白的产生，也许在HD AC、PcG这两种蛋白合成的同时，Oct4其他相关的转录因子逐渐被降解。
3、一种蛋白与不同的蛋白或不同的DNA结合，其空间构象肯定不一样，可能有些情况构象变化明显，有时不明显而已。
th_chen wrote:
相同的转录因子能结合多种DNA序列，而与不同DNA序列的结合需要采取不同的构象。这样，它就能获得不同的转录活性。
上图例子来讲，不是“相同的转录因子能结合多种DNA序列，而与不同DNA序列的结合需要采取不同的构象。” 而是阻止了转录起始复合体（由Oct4, Klf4 and Sox2等组成的复合体）的形成从而抑制基因转录的。
to Fasta921:
关于上图的例子，我没有描述清楚，您误解了。
1. A,B图是不同的基因，且A，B处于相同的细胞状态下。相信您一定知道ips。现在的研究表明，在高表达或者抑制某一个或者几个基因的情况下，细胞谱系可以改变。chip on chip的实验证实，这些基因结合其下游基因的启动子时，可以是激活，也可以是抑制。
2. 解释一下PcG, HDAC,P300
PcG: polycomb group，一种沉默复合物，能够甲基化H3K27，在细胞记忆中扮演关键角色。
HDAC：组蛋白去乙酰化酶。
P300：一种组蛋白乙酰化转移酶。
因此，这三种蛋白（或复合物）都应该是组成性表达的。
关于上图的例子，我没有描述清楚，您误解了。
1. A,B图是不同的基因，且A，B处于相同的细胞状态下。相信您一定知道ips。现在的研究表明，在高表达或者抑制某一个或者几个基因的情况下，细胞谱系可以改变。chip on chip的实验证实，这些基因结合其下游基因的启动子时，可以是激活，也可以是抑制。
2. 解释一下PcG, HDAC,P300
PcG: polycomb group，一种沉默复合物，能够甲基化H3K27，在细胞记忆中扮演关键角色。
HDAC：组蛋白去乙酰化酶。
P300：一种组蛋白乙酰化转移酶。
因此，这三种蛋白（或复合物）都应该是组成性表达的。
th_chen wrote:
to Fasta921:
关于上图的例子，我没有描述清楚，您误解了。
1. A,B图是不同的基因，且A，B处于相同的细胞状态下。相信您一定知道ips。现在的研究表明，在高表达或者抑制某一个或者几个基因的情况下，细胞谱系可以改变。chip on chip的实验证实，这些基因结合其下游基因的启动子时，可以是激活，也可以是抑制。
2. 解释一下PcG, HDAC,P300
PcG: polycomb group，一种沉默复合物，能够甲基化H3K27，在细胞记忆中扮演关键角色。
HDAC：组蛋白去乙酰化酶。
P300：一种组蛋白乙酰化转移酶。
因此，这三种蛋白（或复合物）都应该是组成性表达的。
th-chen可以看一下这个网址的文章，其调控相当复杂。
http://hi.baidu.com/biodna/blog/item/a22a2e3a6782a8e215cecb96.html
th-chen提出的问题应该没有定论，貌似复杂得很。Oct4与什么样的蛋白形成复合体不仅仅是Oct4的功劳。
个人觉得：某基因表达开或关，其DNA状态肯定不一样，仔细看看Oct4在激活转录基因启动子的“位置”与下图不一样，Oct4与不同的DNA序列结合（即使DNA序列相同但状态不同）会使其构象发生变化从而引起Oct4与不同的蛋白相互作用，因而发挥不同的功能。
有个疑问：就这两个图而言，是Oct4第一个进位么？如果不是，那么它与不同蛋白及不同DNA序列结合也足以说明其功能不同。
查了一些资料，基本证实了之前的猜想。多谢Fasta921 战友的讨论。
总结如下:
1, 同样的胞内环境中，同样的转录因子行使相反的功能,这种情况的确广泛存在。其中核受体家族是一类很典型的例子。它们的特点是以二聚体形式结合与DNA序列上。在胞内是激活还是抑制转录，取决于其在某一特定基因上的DNA结合位点的性质与排列。
2，上面提到的转录因子Oct4确实有其特殊之处：它包含两个DNA结合域，可以以单体，同源二聚体或者异源二聚体形式结合与DNA.这决定了它作用的广泛性。
暂时没有考虑Fasta921战友所提到的进位问题，上面的模型只是一个粗浅的例子，在这里讨论是想得到一个一般性的结论。
还有一个很值得探讨的问题是：
转录因子结合DNA后是否必须要发生构象的改变？如果不是，那为什么它与其它一些蛋白的作用要发生在它与DNA结合之后，而不是之前呢？
总结如下:
1, 同样的胞内环境中，同样的转录因子行使相反的功能,这种情况的确广泛存在。其中核受体家族是一类很典型的例子。它们的特点是以二聚体形式结合与DNA序列上。在胞内是激活还是抑制转录，取决于其在某一特定基因上的DNA结合位点的性质与排列。
2，上面提到的转录因子Oct4确实有其特殊之处：它包含两个DNA结合域，可以以单体，同源二聚体或者异源二聚体形式结合与DNA.这决定了它作用的广泛性。
暂时没有考虑Fasta921战友所提到的进位问题，上面的模型只是一个粗浅的例子，在这里讨论是想得到一个一般性的结论。
还有一个很值得探讨的问题是：
转录因子结合DNA后是否必须要发生构象的改变？如果不是，那为什么它与其它一些蛋白的作用要发生在它与DNA结合之后，而不是之前呢？
th_chen wrote:
还有一个很值得探讨的问题是：
转录因子结合DNA后是否必须要发生构象的改变？如果不是，那为什么它与其它一些蛋白的作用要发生在它与DNA结合之后，而不是之前呢？
转录因子与DNA结合后肯定构象会发生变化，涉及到两者非共价键的重新形成。
至于为什么是“单个”蛋白与DNA结合后再和其他蛋白结合，寻找目标序列的蛋白当然轻装上阵比较好，“拖家带口”比较困难！呵呵
我们还需要很多理论创新，事物的两面性，转录因子亦是如此
学习了，很有意思的讨论。
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