Language
Country/Area
No result found
bHLH结构的神秘面纱：如何简单的二级结构驱动基因表达？
基本螺旋-回圈-螺旋(bHLH)是一种蛋白质结构模式，标志着最大家族之一的转录因子，这种结构的“基本”并不是指其复杂性，而是其化学性质。这些转录因子通常拥有基本氨基酸残基，以便于与DNA的结合。在发育和细胞活动中，bHLH转录因子扮演着重要的角色。例如，BMAL1-Clock(也称为ARNTL)是分子昼夜节律的核心转录复合体。另一方面，像c-Myc和HIF-1这样的基因因其对细胞生长和代谢的影响而与癌症联系起来。
结构
bHLH结构的特点是由两个α螺旋通过一个回圈连接而成。通常，这种转录因子是二聚的，每条螺旋都含有基本氨基酸残基，便于与DNA结合。一条螺旋通常较小，这个回圈的灵活性使它能够通过折叠和压合对另一条螺旋形成二聚体。较大的螺旋一般包含DNA结合区域。 bHLH蛋白通常会与称为E-box的共识序列结合，该序列为CANNTG。经典的E-box为CACGTG(回文序列)，然而一些bHLH转录因子，尤其是bHLH-PAS家族的成员，会与相关的非回文序列结合。
bHLH转录因子可能进行同源二聚或异源二聚，形成各种具有特定功能的二聚体。
范例
通过系统发育分析，bHLH蛋白被划分为六个主要群体，分别用字母A至F标示。以下是一些包含bHLH的转录因子范例：
群体A
MyoD、Myf5、Beta2/NeuroD1、Tal1(Scl)、及其他前神经bHLH基因。
群体B
MAX、C-Myc、N-Myc、TCF4(转录因子4)。
群体C
此类蛋白在bHLH结构后还包含两个附加的PAS区域，例如AhR、BMAL-1-CLOCK、HIF及NPAS家族成员。
群体D
如EMC。
群体E
HEY1与HEY2。
群体F
此类蛋白包含额外的COE区域，例如EBF1。
调控
由于许多bHLH转录因子呈异源二聚状态，它们的活性往往受到亚单元二聚化的高度调控。其中一个亚单元的表达或可用性经常受到控制，而另一个亚单元则是持续表达的。许多已知的调控蛋白，如果蝇的extramacrochaetae蛋白，具有螺旋-回圈-螺旋结构但缺乏基本区域，因而无法独立与DNA结合。然而，它们能够与拥有bHLH结构的蛋白质形成异源二聚，进而失去作为转录因子的活性。
历史
1989年，Murre等人证明了各种bHLH蛋白的二聚体可结合称为E-box的短DNA动机。 1994年，Harrison和Pabo的团队将bHLH蛋白与E-box结合的晶体结构进行了结晶，演示了平行的4螺旋束模式如何使基本序列定向以与E-box中的特定核苷酸相互作用。 1994年，Wharton等人识别出一组受bHLH-PAS蛋白支配的不对称E-box。 1995年，Semenza的团队识别到缺氧诱导因子(HIF)作为bHLH-PAS异源二聚体，能够与一个相关的不对称E-box结合。 2009年，Grove、De Masi等人发现了由一些bHLH蛋白结合的新型短DNA动机，并将其定义为“E-box样序列”。
人类的螺旋-回圈-螺旋DNA结合域蛋白
AHR、AHRR、ARNT、ARNT2、ARNTL、ARNTL2、ASCL1、ASCL2等多种人体内具有此结构的蛋白质，展现了bHLH转录因子在生命中的多样性及其潜在功能。
随着对bHLH结构的更深入了解，未来可能会有新的发现揭示这些转录因子在调控基因表达中的复杂性与意义。我们是否能够更深入探索这些结构所承载的生物学智慧呢？
