问题二：什么是转录因子，有什么生理意义 真核生物转录起始十分复杂，往往需要多种蛋白因子的协助，转录因子与RNA聚合酶Ⅱ形成转录起始复合体，共同参与转录起始的过程。根据转录因子的作用特点可分为二类；第一类为普遍转录因子,它们与RNA聚合酶Ⅱ共同组成转录起始复合体时，转录才能在正确的位置开始。除TFⅡD以外，还发现TFⅡA，TFⅡF，TFⅡE，TFⅡH等，它们在转录起始复合体组装的不同阶段起作用。第二类转录因子为组织细胞特异性转录RNA的转录合成从化学角度来讲类似于DNA的复制，多核苷酸链的合成都是以5’→3’的方向，在3’-OH末端与加入的核苷酸磷酸二酯键，但是，由于复制和转录的目的不同，转录又具有其特点：（1）对于一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，而且每个基因的转录都受到相对独立的控制（图17-2）；（2）转录是不对称的。（3）转录时不需要引物，而且RNA链的合成是连续的。
问题三：转录因子包括什么主要的功能结构域 顺式作用元件存在于基因旁侧序列中，包括启动子，增强子等，它本身不编码任何产物，只是提供一个作用位点，要与反式作用因子结合才起作用。而反式作用因子就是参与基因表达调控的蛋白质因子，与顺式作用元件结合起作用，有两个功能结构域：DNA结合结构域和转录活化结构域。
问题四：转录因子包括什么主要的功能结构域 转录因子结构可包含有不同区域：①DNA结合域（DNA binding domain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；②转录激活域（activating domain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，一酸性结构域最多见；③连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用与转录复合体而影响转录效率。
问题五：转录激活因子与转录因子的区别 1.转录激活因子是一个转录因子家族，通过识别和结合环腺苷酸应答元件而激活基因表达。
2.转录激活因子与特定DNA序列结合以促进基因转录的因子。
转录因子是一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
转录因子与RNA聚合酶Ⅱ形成转录起始复合体，共同参与转录起始的过程。根据转录因子的作用特点可分为二类；
第一类为普遍转录因子,它们与RNA聚合酶Ⅱ共同组成转录起始复合体时，转录才能在正确的位置开始。除TFⅡD以外，还发现TFⅡA，TFⅡF，TFⅡE，TFⅡH等，它们在转录起始复合体组装的不同阶段起作用。
第二类转录因子为组织细胞特异性转录因子，这些TF是在特异的组织细胞或是受到一些类固醇激素\生长因子或其它 *** 后，开始表达某些特异蛋白质分子时，才需要的一类转录因子。
作用
是通过和顺式因子的互作来实现的。这段序列可以和转录因子的DNA结合域实现共价结合，从而对基因的表达起抑制或增强的作用。
目前，人工转录因子的构建已用于转录因子的生物学功能研究中起到重要作用。ATF是指将不同的DNA结合结构域与效应结构域组合在一起，人为地构建具有新的序列特异性与作用效果的转录因子 ，在基础研究、药物设计以及基因治疗等领域得到了广泛研究，目前研究较多的ATF主要为C2H2型锌指结构。
问题六：转录因子包括什么主要的功能结构域？其主要的结构特点与功能是什么 作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：①DNA结合域（DNA binding domain）,多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；②转录激活域（activating domain）,常由30-100氨基酸残基组成,这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类,一酸性结构域最多见；③连接区,即连接上两个结构域的部分.不与DNA直接结合的转录因子没有DNA结合域,但能通过转录激活域直接或间接作用与转录复合体而影响转录效率.
与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用,与DNA结合的功能域常见有以几种：
①螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix,HTH）及 螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH）
这类结构至少有两个α螺旋其间由短肽段形成的转角或环连接,两个这样的motif结构以二聚体形式相连,距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm）,两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟.
②锌指（zinc finger） 其结构如图 所示,每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基,锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合.整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位.每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟,接触5个核苷酸.例如与GC盒结合的转录因子SP1中就有连续的3个锌指重复结构.
③碱性-亮氨酸拉链（basic leucine zipper,bZIP） 这结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基,结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现.两个相同的结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体,这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基,借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合.若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低.在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合,其特征就是能形成bZIP二聚体结构.
问题七：什么是转录因子 能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，活化后从胞质转位至胞核珐通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达
问题八：如何证实转录因子与启动子作用 一般有体外和体内两种较为常用的方法：体外：用EMSA通常将纯化的蛋白和32P同位素标记的DNA探针（取promoter部分）一同保温,在非变性的聚丙烯凝胶电泳上,分离复合物和非结合的探针.DNA-复合物比非结合的探针移动得慢....
转录因子（Transcriptionfactors）是一群能与基因特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。 根据转录因子的作用特点可分为二类：第一类为普遍转录因子，第二类为组织细胞特异性转录因子。组成
真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般这些促成转录起始所需的转录机构包括三个重要的组成部分：
亚基
RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。
复合物
某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的成分。这些因子可能是所有启动子起始转录所必须的，但亦可能仅是譬如说转录终止所必须的。但是，在这一类因子中，要严格区分开哪些是RNA聚合酶的亚基，哪些仅是辅助因子，是很困难的。
特异顺序
某些转录因子仅与其靶启动子中的特异顺序结合。如果这些顺序存在于启动子中，则这些顺序因子是一般转录机构的一部分。如果这些顺序仅存在于某些种类的启动子中，则识别这些顺序的因子也只是在这些特异启动子上起始转录必须的。
黑腹果蝇的RNA聚合酶需要至少两个转录因子方能在体外起始转录。其中一个是B因子，它与含TATA盒的部位结合。人的因子TFⅡD亦和类似的部位结合。同样，CTF(CAAT结合因子)则与腺病毒的主要晚期启动子中与CAAT盒同源的部位相结合。结合在上游区的另一个转录因子是USF(亦称MLTF)，则可以识别腺病毒晚期启动子中靠近-55的顺序。转录因子Sp1则能和GC盒相结合。在SC40启动子中有多个GC盒，位于-70到-110之间。它们均能和Sp1相结合。然而含有GC盒的不同的DNA顺序与Sp1的亲和力却各不相同。可见GC盒两侧的顺序对Sp1-GC盒的结合究竟如何能影响转录。有时候需要几个转录因子才能起始转录。例如胞苷激酶的启动子需要Sp1与GC盒结合和CTF与CAAT盒结合腺病毒晚期启动子需要TFⅡD与TATA盒结合和USF与其邻近部位相结合。以上所述的因子是一般转录都需要的，似乎并没有什么调节功能。另一些转录因子则可以调控一组特殊基因的转录。热休克基因就是一个很好的例子。真核生物的热休克基因在转录起始点的上游15bp处有一个共同顺序。HSTF因子仅在热休克细胞中有活性。它与包括热休克共同顺序在内的一段DNA相结合，所以这个因子的激活可以引起约包括20个基因的一组基因起始转录。在这里，转录因子和RNA聚合酶Ⅱ之间关系很类似细菌的σ因子与核心酶之间的关系。
转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。植物中的转录因子分为二种，一种是非特异性转录因子，它们非选择性地调控基因的转录表达，如大麦 (Hordeum vulgare) 中的HvCBF2 (C-repeat/DRE binding factor 2) (Xue et al., 2003)。还有一种称为特异型转录因子，它们能够选择性调控某种或某些基因的转录表达。典型的转录因子含有DNA结合区 (DNA-binding domain)、转录调控区 (activationdomain)、寡聚化位点(oligomerization site) 以及核定位信号(nuclear localization signal) 等功能区域。这些功能区域决定转录因子的功能和特性 (Liu et al., 1999)。DNA结合区带共性的结构主要有：1）HTH 和 HLH 结构：由两段α-螺旋夹一段β-折叠构成，α-螺旋与β-折叠之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。2）锌指结构： 多见于 TFIII A 和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或组氨酸残基螯合一分子 Zn2+ ，其余约 12-13 个残基则呈指样突出，刚好能嵌入 DNA双螺旋的大沟中而与之相结合。3）亮氨酸拉链结构：多见于真核生物DNA 结合蛋白的 C 端，与癌基因表达调控有关。由两段α - 螺旋平行排列构成，其α - 螺旋中存在每隔 7 个残基规律性排列的亮氨酸残基，亮氨酸侧链交替排列而呈拉链状，两条肽链呈钳状与 DNA 相结合。
角朊细胞的增殖和分化是一个受到精细调节的过程，并伴随着一系列形态学和生化改变，最终形成角质细胞，这就必然涉及到许多结构基因的同时活化与灭活，即基因表达的调控，而转录水平的调控尤为重要。现已发现许多转录因子如AP1、AP2、Sp1、POU结构域及C/EBP等可调节角朊细胞基因的表达。表皮是人体的第一道防护屏障，其主要组成细胞为角朊细胞，为了完成其屏障功能，角朊细胞必须进行复杂而且受到严密调控的分化过程，最终形成包括基底层、棘层、颗粒层、透明层及角质层的复层结构[1]。表皮各层细胞在形态学和生化水平均有差异，如在棘层与颗粒层表达的蛋白在基底层中却缺如，这主要是与角朊细胞分化过程中特定时间内基因的“开”（激活）或“关”（灭活）有关，因此近10年来角朊细胞的基因调控已成为角朊细胞生物学研究的热点之一[2]。基因调控可分为几个层次：转录水平、翻译水平及翻译后水平，其中最常见的调控方式就是转录调控。现已发现AP1、AP2、NFκB、C/EBP、ets、Sp1及POU结构域等转录因子可作为表皮中的调控蛋白，从而调节编码套膜蛋白（involucrin,
iNV）、转谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）、SPRR2A、兜甲蛋白（loricrin）、角蛋白及BPAG1等蛋白的基因的表达。本文就与角朊细胞基因表达有关的转录因子作一简要综述。
一、转录因子的一般特征
转录因子（transcription factor）是能与位于转录起始位点上游50～5000bp的顺式作用元件（cis-acting
elements）、沉默子（silencer）或增强子（enhancer）结合并参与调节靶基因转录效率的一组蛋白，并能将来自细胞表面的信息传递至核内基因。转录因子通常有几个功能域，可分为DNA结合域、转录调控域及自身活性调控域，DNA结合域可与特定的DNA序列（一般长8～20bp）相互作用，使转录因子与靶基因结合起来，随之转录调控域就可发挥其激活或抑制作用，通常这些结构域在结构与功能上是独立分开的。不同的转录因子还可结合于紧密相邻的DNA序列而形成一种多聚体结构来调节基因表达，这种组合调控（combinatorial
regulation）不论转录因子是否激活及其含量多少均可激活基于靶基因中特定转录因子结合位点的转录。除启动基础转录活性外，转录因子还能整合从细胞表面经信号转导途径传递而来的信号[2]。
二、激活角朊细胞基因表达的转录因子
（一）AP1：AP1转录因子通常以jun(c-jun、junB、junD)与Fos（Fra-1、Fra-2、c-fos、fosB）家族成员组成的同源或异源二聚体表达其活性，即结合于5’-GTGAGCTCAG-3’序列。目前已知AP1位点对于编码角蛋白（K1、K5、K6及K19）、丝聚合蛋白原（profilaggrin）基因的最适转录活性十分重要[3,7]，编码角质化包膜（cornified
envelope）相关蛋白-TG1、兜甲蛋白及INV的基因也含有功能性AP1位点[8，9]，如hINV基因启动子在其转录起始位点上游2.5kb内有5个AP1共有结合位点（AP1-1～5），其中2个AP1位点AP1-1和AP1-5若同时发生突变时角朊细胞的转录水平就可下降80%；佛波酯（TPA）则可使AP1与hINV启动子处AP1-1及AP1-5位点的结合能力增强10～100倍，后经点突变实验证实AP1-1和AP1-5位点可部分介导佛波酯（TPA）诱导的效应[10]。丝聚合蛋白原、K1、兜甲蛋白及K19基因中的AP1位点可活化转录[3,6,7]，单层上皮角蛋白K8和K18基因的最适转录活性也有赖于AP1位点[2]。在人乳头瘤病毒（HPV）16和HPV18的上游调节区中也有功能性AP1位点[11,12]。从已有实验资料来看，AP1的作用特点有：①AP1可作为基因表达的活化蛋白；②AP1的活化作用并不仅仅限于某一类角朊细胞基因或编码某一特定蛋白的基因；③不同的AP1家族成员可调节不同的角朊细胞基因，如junB、junD和Fra-1可调节INV的表达[10]，c-jun和c-fos可调节丝聚合蛋白原基因在角朊细胞内的特异性转录[7]，而junB和junD对于HPV18的组织特异性表达也较重要[12]；④AP1作用的靶位点可位于结构基因的上游、下游及内含子中，如K19基因的3’增强子含有AP1结合位点，
牛KS基因的AP1元件位于5’上游区，而K18基因的第1个内含子中就含有1个保守的AP1结合位点[2,4.6]。
与此同时，AP1在表皮中的表达类型也受到研究者的重视，因为转录因子的分布是决定靶基因表达类型的重要因素。实验证实第一AP1家族成员均有各自特异的时间与空间表达类型，在人包皮表皮处，c-fos、Fra-1及c-jun表达于棘层和（或）颗粒层，而fosB、Fra-2、junD表及junB则可见于基底层和基底层上的细胞[13]。在小鼠中，junD和Fra-1表达于棘层而Fra-2和junB则可表达于颗粒层[14]，这种表达类型的差异提示不同的AP1因子可调节不同分化时期的角朊细胞的基因表达。此外，靶基因启动子内的AP1位点也可区分不同的AP1成员，如hINV基因中AP1位点可结合Fra-1、junB及junD[10]，丝聚合蛋白原基因AP1位点可被c-fos与c-jun以一种依赖于DNA结合位点的方式激活[7]，而HPV18的AP1位点则可结合junB和junD[12]。其他可能与基因表达类型有关的因素有A7P-1表达于胞浆抑或胞核及其活化是否需要共价修饰。
（二）AP2：AP2转录因子的DNA结合域位于其羧基末端并含有一个二聚化的结构域，其氨基末端富含脯氨酸，这一区段对于转录活化是必需的。AP2作用时以同源二聚体形式与富含GC的共有结合位点（5’-GN4GGG-3’）相结合[2]。AP2可作为hINV基因表达的转录活化蛋白，而在hINV启动子近侧调节区（PRR）的AP2位点则可抑制启动子的活性[15]。远侧启动子中的AP2样位点也是一种转录激活物，其可与角朊细胞分化因子（KDF-1）结合而促进hINV依赖分化的表达[16]。此外，在表达于非洲爪蟾表皮的63kD角蛋白基因、人K14基因、K5基因、TG1基因及BPAG1基因中已鉴定出功能性AP2位点[2，17，18]。与AP1不同，AP2位点均位于靶基因的上游调节区中。K14基因启动子中AP2位点的突变可导致转录活性丧失[2]，瞬时转染试验表明在距TG1基因转录起始位点约0.5kb处有3个AP2样应答元件，其中2个是功能性的[17]。因为AP2可表达于表皮细胞系，所以AP2还可能是表皮发育过程中基因转录的活化蛋白。
（三）Sp1：Sp1转录因子是一种含有锌指结构、序列特异性的DNA结合蛋白，含有A、B、C、D4个结构域。Sp1可与GC盒共有序列5’-GGGCGG-3’相结合，并可与其他转录因子一起参与基因表达的共同调控[2]。现已发现在几个表达于角朊细胞的基因中存在着功能性Sp1结合位点。在人3型转谷氨酰胺酶（TG3）基因中，Sp1可与相邻的
ets因子结合位点（EBS）协同作用，激活TG3启动子的表达[19]。在hINV基因中，Sp1位点则可与AP1-5协同作用而激活转录，这2个位点均于转录起始位点上游2kb的1个增强子元件中[20]。HPV16早期区基因可表达于复层上皮，其上游调节区也含有Sp1位点[2]。在兔K3基因中，其长约300bp的5’上游调节区可启动角朊细胞的转录，经电泳迁移率变动分析及紫外线交联分析发现此区域内Sp1样结合位点，若其发生突变，转染角朊细胞的启动子功能可丧失50%[21]。近来还发现Sp1可激活SPRR2A基因的表达[22]。与AP1、AP2一样，Sp1也是表皮基因转录的正性激活蛋白，其所作用的基因可编码不同类型的蛋白，如角质化包膜前体蛋白和角蛋白，这些基因在角朊细胞分化过程中的调控类型也有所不同。Sp1与Sp2、Sp3及Sp4同属一个家族，Sp3在依赖周期素激酶抑制剂p21的诱导的小鼠角朊细胞分化过程中起着重要作用，因为Sp3超表达（over
expression）可促进分化过程中启动子的诱导性，若破坏富含GC的区域则可使转录因子结合活性、启动子活性及p21的诱导性急剧下降[23]。
（四）ets：ets因子包括20余种不同的蛋白，其特征是均具有ets结构域，即DNA结合域。ets蛋白作用时以单体形式存在，但往往可与其他转录因子协同作用。ets因子对基因表达的调控效应可能是激活也可能是抑制，这可能有两方面的原因：①ets蛋白可与结合于邻近顺式作用元件的非Sp1转录因子相互作用；②ets共有元件周围的DNA序列可影响ets结合DNA的能力[3]。已有资料显示在小鼠表皮中可检出ets-1和ets-2，而且在TG3、INV及SPRR2A基因启动子中均含有ets结合位点，其中INV启动子近侧调节区含有2个ets位点，即EBS-1和E
BS-2。在SPRR2A、TG3启动子及hINV启动子EBS-1中ets可增强转录活性[15，19，22]。
三、抑制角朊细胞基因表达的转录因子
前一部分主要介绍的是角朊细胞基因转录的正性调控因子，但角朊细胞基因表达的调控不可能都是激活因素，实际上也存在着许多抑制基因表达的因子。
（一）POU结构域蛋白：POU蛋白可以单体形式与八聚体结合基序5’-ATGCAAAT-3’结合而调节基因转录。已定位于表皮的POU因子有Oct-11（Skn-1a/Epoc-1）和Oct-6，其中Skn-1a/Skn-1i仅表达于毛囊间表皮及毛皮质细胞[2，8]。功能分析表明POU结构域蛋白（Oct-1、Oct-2、Brn-4、SCIP、Skn-1a及Skn-1i）可抑制角朊细胞中hINV启动子的转录，连续截短hINV启动子5’末端后检测hINV启动子活性证实POU结构域结合位点并不是必需因素，POU蛋白的抑制作用可能是其通过与TATA盒附近的其他蛋白的间接相互作用所致。除对基础转录有抑制作用外，POU转录因子还可抑制TPA介导的hINV启动子活性。与SCIP共转染可使TPA刺激的hINV转启动子活性下降80%[24]。POU结构域因子还可抑制基底层角朊细胞中K5启动子的活性，而Skn-1a则可激活K10和SPRR2A启动子[2]，由此可见POU结构域蛋白作用的复杂性。最近有研究表明Skn-1a、Tst-1及Oct-1是表皮中表达的主要八聚体结合蛋白，经瞬时转染试验证实Skn-1a和Tst-1可通过与八聚体结合位点相结合而激活表皮特异性HPV-1A的E6启动子，这样就为HPV-1A基因表达与表皮分化间建立起一个分子联系（molecular
link）[25]。
（二）C/EBP：C/EBP是一大类转录因子的总称，其特点是能结合CCAAT和病毒的增强子，常以同源二聚体及异源二聚体形式与DNA结合，并具有亮氨酸拉链（leucine
zipper）结构域[2]。现对C/EBP在表皮中的表达知之甚少，仅有凝胶迁移率变动分析试验证实C/EBP家族成员可与INV启动子近侧调节区、HPV11启动子的上游调节区及BPV4长控制区的C/EBP应答元件相结合。C/EBP可激活INV启动子的转录并可介导依赖TPA的转录活性增强，C/EBP可与AP1、ets及AP2因子一起协同调节hINV近侧启动子的转录活性[15]。此外，C/EBP可与BPV-4长控制区中的负性调控元件结合，使病毒转录受到阻遏，若此应答元件缺失，此段长控制区的增强子活性可增高5倍[26]。
四、其他转录因子
除上述主要的两大类转录因子外，还有其他类型的转录因子参与角朊细胞基因表达的调控。K17基因的上游启动子中有γ干扰素激活的STAT因子的结合位点，被称为γ干扰素活化序列（GAS），在皮肤发生迟发型接触性过敏时，STAT-91可转位至角朊细胞核内与启动子中的GAS元件结合而激活K17的表达[8]。兔K3基因的5’上游序列中则有NFκB的结合位点（5’GGGCTTTCC-3’），瞬时转染实验表明NFκB基序在体外经诱变后可使兔K3启动子活性丧失20%[21]。此外，在增生过度的小鼠表皮中还可检出高水平的同源异型盒蛋白Hoxb-4、b-6、b-7及a-10[27]。
五、组合调控
转录因子间的相互协作（即组合调控）是保证角朊细胞基因的组织特异性表达的重要机制之一，因为在上述转录因子中，大部分属于遍在转录因子（ubiquitous
transcription factor），如AP1、Sp1。在角朊细胞基因表达的调控中组合调控较为常见。
六、结束语
综上所述，每一个转录因子家族成员既可调节分化早期基因的表达，又可调节分化后期的基因表达，所以在某一分化时期，特定的转录因子可选择性地激活或抑制特定的基因的表达，这就是表皮各层在形态上逐渐发生变化的分子基础；再者，虽然大多数调节元件位于转录起始位点上游，但仍有少数调节元件，尤其是那些调节发育过程中基因表达的元件则可位于内含子中及转录终止位点；此外，在某些角朊细胞的基因表达过程中还涉及到组合调控。正是由于转录因子在角朊细胞基因表达调控中的重
要作用，我们可以预料今后会在表皮中鉴定出更多的转录因子，并逐步阐明其作用机理以及与信号转导途径的关系
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