Биология и медицина

В классе семь семейств: 1) AP-1-подобные факторы (включает семь подсемейств: Jun, Fos, Maf, NF-E2, AP-1-подобные факторы грибов, CRE-BP/ATF и прочие факторы; всего 47 факторов); 2) CREB (CREB, ATF-1, CREM, BBF-2, dCREB2, SCO1, HAC1, Pcr1; всего 31 фактор); 3) С/EBP-подобные факторы (C/EBPa – e CHOP-10; всего 13 факторов); 4) bZIP/PAR (DBP, VBP, Hlf, TEF; всего четыре фактора); 5) G-бокс-связывающие факторы растений (пять подсемейств: CPRF-2, EmBP-1, HBP-1a, TGA-1a, TGA-1b; всего 24 фактора); 6) только ZIP (SWI6, STE4; всего пять факторов); 7) другие факторы bZIP (Giant, OPI1). Общее число известных факторов в классе – 126.

К ДНК-связывающему участку полипептидной цепи, обогащенному основными аминокислотными остатками, примыкают две амфипатические a -спирали (см. ниже), соединенные друг с другом полипептидными петлями разной длины. Мотив "спираль–петля–спираль" (HLH) обеспечивает димеризацию факторов и их взаимодействие с ДНК, а область факторов, обогащенная основными аминокислотами, определяет специфичность ДНК-белкового взаимодействия. Во время димеризации a -спирализация полипептидных цепей факторов может значительно усиливаться, а после связывания димеров с ДНК основные домены также a -спирализуются. В димере все четыре HLH-домена, по-видимому, ориентированы параллельно друг другу.

В классе девять семейств: 1) повсеместно распространенные факторы (класс А) (E2A, HEB/SCBP, Daughterless; всего девять факторов); 2) миогенные факторы транскрипции (MyoD, Myogenin, Myf-5; всего восемь факторов); 3) Achaete–Scute (Scute, Achaete, MASH-1; всего девять факторов); 4) Tal/Twist/Atonal/Hen (подсемейства: лимфоидные факторы, мезодермальные Twist-подобные факторы, HEN, Atonal, панкреатические факторы; всего 27 факторов); 5) Hairy (подсемейства: Hairy, Esp, регуляторы грибов; всего 12 факторов); 6) факторы с PAS-доменом (Ahr, Arnt; всего четыре фактора); 7) INO (INO2, INO4); 8) факторы, содержащие только HLH-домен (Emc, Id1, Olf-1; всего девять факторов); 9) другие bHLH-факторы (Deliah, Lc, CBF1). Общее число известных факторов в классе – 82.

В классе два семейства: 1) повсеместно распространенные факторы bHLH–ZIP (подсемейства: TFE3, USF, SREBP, AP-4; всего 16 факторов); 2) факторы, контролирующие клеточный цикл (Myc, Mad/Max, E2F, DRTF; всего 26 факторов). Общее число известных факторов в классе – 42.

Фактор RF-X1 идентифицирован как трансактиватор энхансера I вируса гепатита В, входит в состав семейства гомодимерных и гетеродимерных факторов транскрипции.

В классе одно семейство RF-X, включающее 5 представителей: RF-X1–RF-X5

Класс 1.6: bHSH

В классе одно семейство AP -2 ( AP-2α, AP -2β, AP -2γ). Общее число известных факторов в классе – семь.

Все факторы содержат домен "цинковые пальцы", характерный для ядерных рецепторов. По два таких домена различного размера, аминокислотного состава и механизма действия присутствуют в каждой молекуле рецептора. Каждый палец содержит четыре остатка Cys, координирующих ион Zn²⁺. Половина домена, включающая вторую пару остатков Cys, образует a-спираль. Спираль первого пальца взаимодействует с большой бороздкой ДНК. Последовательность между первыми двумя остатками Cys обеспечивает димеризацию факторов, связавшихся с ДНК.

В классе два семейства: 1) рецепторы стероидных гормонов (подсемейства: рецепторы кортикоидов (GR), прогестерона (PR), андрогенов (AR), эстрогенов (ER); всего десять факторов); 2) факторы, подобные рецепторам тиреоидных гормонов (подсемейства: рецепторы ретиноевой кислоты (RAR), ретиноида X (RXR), тиреоидных гормонов (T3R), витамина D (VDR), NGFI-B, FTZ-F1, PPAR, EcR, ROR, T II /COUP, HNF-4, CFI, Knirps; всего 69 факторов).

Каждая молекула факторов содержит по два домена типа "цинковые пальцы" GATA-типа. Каждый палец включает четыре остатка Cys , по-видимому, координирующих один ион Zn²⁺, однако хелатные агенты не подавляют взаимодействие факторов с ДНК.

В классе три семейства: 1) GATA-факторы (подсемейства: GATA-факторы позвоночных и метаболические регуляторы грибов, всего девять факторов); 2) Trithorax (Ttx, Hrx); 3) прочие факторы (BUF2); всего 12 факторов.

В классе пять семейств: 1) повсеместно распространенные факторы (TFIIIA, Sp1, YY1; всего пять факторов); 2) регуляторы развития или клеточного цикла (подсемейства: Egr/Krox, Kruppel-подобные факторы, GLI-подобные факторы и прочие факторы; всего 36 факторов); 3) метаболические регуляторы грибов (CE2, CreA; всего шесть факторов); 4) большие факторы с NF-6B-подобными ДНК-связывающими свойствами (HIV-EP1, a A-CRYBP1, AGIE-BP1; всего шесть факторов); 5) регуляторы вирусов (T-Ag). Всего в классе 55 факторов.

Все факторы содержат кластер из шести остатков Cys, координирующих два иона Zn²⁺. Это означает, что две из шести SH-групп координируют по два иона Zn²⁺ каждая. Часто встречаются у грибов.

В классе одно семейство: метаболические регуляторы грибов (ARG RII, GAL4, UGA3; всего 11 факторов).

Класс 2.5: факторы, содержащие домены типа "цинковые пальцы" переменного состава

В классе два семейства: 1) факторы с доменами типа "цинковые пальцы" Cx7Hx8Cx4 (BAF1); 2) факторы с доменами типа "цинковые пальцы" Cx2Hx4Hx4C (Bir3). Всего в классе два фактора.

Все факторы содержат в полипептидных цепях три последовательно расположенных ~ -спиральных участка. Спираль 3 контактирует преимущественно с большой бороздкой ДНК, однако обнаружены контакты и с малой бороздкой. Пространственное расположение спиралей 2 и 3 напоминает таковое у регуляторов транскрипции прокариот.

В классе четыре семейства: 1) факторы, содержащие только гомеодомены (подсемейства: AbdB, Antp, Cad, Cut, Dll, Ems, En, Eve, Prd, HD-ZIP, H2.0, HNF1, Lab, Msh, NK-2, Bcd, XANF, PBS, неопределенное; всего 158 факторов); 2) факторы, содержащие POU-домены (подсемейства: I, II, III, IV, V, VI, другие POU-факторы; всего 58 факторов); 3) факторы, содержащие гомеодомены с LIM-областью (подсемейства: факторы с гомеодоменами, содержащими LIM-область; (ко)факторы с гомеодоменами, содержащими только LIM-область, всего 15 факторов); 4) факторы с гомеодоменами и мотивами типа "цинковые пальцы" (представители: ATBF1, Zfh1; всего четыре фактора). Общее число известных факторов в классе – 235.

Класс 3.2: факторы, содержащие парный бокс

Все факторы содержат ДНК-связывающий домен длиной в ~130 аминокислотных остатков. Как правило, его N-концевая половина обогащена основными аминокислотами, а C-концевая половина сильно поляризована. Домен, по-видимому, содержит три a -спиральных участка.

В классе два семейства: 1) факторы, содержащие парный бокс и гомеодомен (Prd, Pax-3; всего семь факторов); 2) факторы, содержащие только парный бокс (Pax-1, Pax-2; всего девять факторов).

В классе три семейства: 1) регуляторы развития (представители: Fkh, Slp1, всего 11 факторов); 2) тканеспецифические регуляторы (представители: HNF-3, SGF-1, всего пять факторов); 3) другие регуляторы (представители: ILF, F K HR, HTLF, всего 26 факторов).

В классе одно семейство HSF (девять факторов).

Класс 3.5: факторы, содержащие кластеры Trp

Полипептидные цепи факторов содержат кластеры смежных триптофановых остатков. Кластеры разделены участками цепи длиной 12–21 остаток (в семействе Myb 19–21 остаток).

В классе три семейства: 1) Myb (Myb и Myb-подобные факторы соответственно 15 и пять факторов); 2) факторы Ets-типа (c-Ets-1, Erg-1; всего 36 факторов); 3) факторы, регулируемые интерфероном (IRF-1, Pip; всего семь факторов). Всего в классе 63 фактора.

TEA -домен полипептидной цепи, содержит три α-спирали. Между спиралями 1 и 2 расположены 16–18 остатков аминокислот, а между спиралями 2 и 3 – три–восемь остатков, с неупорядоченной пространственной структурой. Установлено, что указанный домен фактора TEF-1 взаимодействует с ДНК и, по крайней мере, еще два участка полипептидной цепи создают контакты фактора с матрицей.

В классе одно семейство TEA (представители: TEF-1, Sd, всего четыре фактора).

ДНК-связывающий домен Rel -типа содержит два субдомена, каждый из которых организован в два β-цилиндра с пятью петлями, участвующими в контактах с большой бороздкой ДНК. Наибольший вклад в специфичность взаимодействия вносит первая петля N -концевого субдомена, которая сильно консервативна. Участие полипептидных петель в контактах белок–ДНК обеспечивает факторам возможность взаимодействия с разными нуклеотидными последовательностями. Дополнительные взаимодействия осуществляются через α-спиральные участки N -концевых частей факторов, которые образуют прочные контакты с малой бороздкой ДНК. Второй C -концевой домен обеспечивает главным образом димеризацию белков.

В классе 3 семейства: 1) Rel/ankyrin-факторы (NF- k B1, RelA; всего 11 факторов); 2) только ankyrin-факторы (I k B a, Bcl-3; всего 8 факторов), 3) NF-AT (6 факторов). Общее число факторов – 25.

Класс 4.2: p53

ДНК-связывающий домен организован в виде β-сэндвича, который является остовом для двух больших петель и мотива типа "петля–слой–спираль". N-Концевые участки трех петель (остатки 112–124) образуют контакты с большой бороздкой ДНК в каноническом сайте связывания, тогда как C -концевая петля (остатки 236–251) связывают малую бороздку в AT -богатом центре сайта связывания. Остаток Arg -248 C-концевой части ДНК-связывающего домена, который чаще всего изменяется под действием мутаций, образует дополнительные контакты с малой бороздкой. Ион Zn²⁺ связывается остатками Cys-176 и His -179, находящимися в составе мотива "петля–спираль", а также остатками Cys -238 и Cys-242 ( составе С-концевой петли).

В классе одно семейство p53 (p53 и p53as).

Класс 4.3: факторы, содержащие MADS-бокс

ДНК-сязывающие домены обеспечивают димеризацию факторов. В димере, связанном с ДНК, как это показано для фактора SRF, две амфипатические a -спирали образуют соленоид ( coiled coil ) и ориентированы вдоль малой бороздки ДНК. Эти спирали формируют контакты с большой и малой бороздками. В месте изгиба ДНК обернута вокруг белка. В центре изгиба малая бороздка сжата, а по бокам большие бороздки растянуты.

В классе три семейства: 1) регуляторы дифференцировки (подсемейства: MEF-2 A D, факторы гомеотических генов, регуляторы дрожжей; всего 53 фактора); 2) респондеры внешних сигналов (два представителя: SRF, RLM1); 3) регуляторы метаболизма (один представитель: ARG R). Общее число факторов – 57.

Класс 4.4: факторы, содержащие b -цилиндр (barrel) и a-спиральные участки

В классе одно семейство E2 (E2 и EBNA-1).

Класс 4.5: TATA-связывающие белки

Для полипептидов характерны консервативный С-концевой и дивергировавший N-концевой участки. Последний необходим для взаимодействия с промоторами Pol II и Pol III , содержащими TATA -бокс, но не с промоторами Pol   I в которых эта последовательность отсутствует. Может связывать ДНК в виде мономера, сгибая молекулу; входит в состав различных TAF .

В классе одно семейство: TBP (с одним представителем TBP).

Класс 4.6: HMG-факторы

Белки этого класса обладают гомологией с хромосомными белками, принадлежащими к группе негистоновых белков с высокой электрофоретической подвижностью (HMG). Участок гомологии содержит ДНК-связывающий домен, который в одних случаях, как и у HMG , обеспечивает белкам неспецифическое взаимодействие с ДНК, а в других (например у фактора LEF -1) – сайт-специфическое. Домен обнаруживает типичную конформацию в форме буквы L с тремя α-спиралями. Третья спираль вместе с N -концевой частью спирали 1 далеко выдвинуты и образуют длинную часть L -образного домена, а C-концевая часть спирали 1 и спираль 2 – короткую. Взаимодействие с малой бороздкой ДНК вызывает резкий (более чем на 90°) ее изгиб в сторону от белка. Общая топология комплекса напоминает таковую комплекса TBP – TATA -бокс.

B классе шесть семейств: 1) SOX (SRY, Sox; всего 15 факторов); 2) TCF-1 (всего 12 факторов); 3) HMG2-подобные факторы (SSRP1, Ixr1; всего четыре фактора); 4) UBF (три фактора); 5) MATA (один фактор: mat-Mc); 6) прочие факторы, содержащие HMG-бокс (всего три фактора). Общее число факторов – 38.

Класс 4.7: гетеромерные CCAAT-факторы

Включает одно семейство: гетеромерные CCAAT-факторы (CP1A/HAP3, CBF-C/HAP-4). Общее число факторов – шесть.

Класс 4.8: Grainyhead

Включает одно семейство Grainyhead. Всего в классе три фактора: CP2, LBP-1a и Grainyhead

Kласс 4.9: факторы с доменом холодового шока

Включает одно семейство csd с семью факторами (DbpA–B, FRG, YВ1–3 и др.).

Класс 4.10: Runt>

Белки этого класса обладают гомологией с характерным участком полипептидной цепи белка Runt дрозофилы. Домен Runt является частью ДНК-связывающего домена этих факторов. Он сформирован в основном β-слоями, которые не содержат α-спиральных участков, и напоминает домен типа пальмовой ветви, обнаруженный у ДНК-полимеразы β крыс.

В классе одно семейство: Runt. (PEBP2 a , Runt; всего 15 факторов).

Медь-зависимый активатор гена металлотионеина (CUP1) у дрожжей. Не содержит доменов типа "цинковые пальцы".

В классе одно семейство: регуляторы грибов (всего два фактора: ACE1/CUP2 и AMT1).

Класс 0.2: HMGI(Y)

В классе одно семейство: STAT, включающее восемь факторов.

Класс 0.4: факторы, содержащие домен Pocket