Transkripsiyon faktörü II B - Transcription factor II B
Transkripsiyon faktörü II B ( TFIIB ), RNA polimeraz II ön başlatma kompleksinin (PIC) oluşumunda yer alan ve transkripsiyon başlatmanın uyarılmasına yardımcı olan genel bir transkripsiyon faktörüdür . TFIIB çekirdeğe lokalizedir ve DNA-TBP ( TATA bağlayıcı protein ) kompleksini bağlayarak ve stabilize ederek ve RNA polimeraz II ve diğer transkripsiyon faktörlerini alarak PIC oluşumu için bir platform sağlar . TFIIB geni tarafından kodlanır ve arkeal transkripsiyon faktörü B'ye homologdur ve bakteriyel sigma faktörlerine benzerdir .
Yapı
TFIIB, 316 amino asitten oluşan tek bir 33kDa polipeptittir . TFIIB, dört işlevsel bölgeden oluşur: C-terminal çekirdek alanı; B bağlayıcısı; B okuyucusu ve amino terminal çinko şeridi.
TFHD yapan protein-protein etkileşimlerini ile , TATA-birleştirme proteini bir (TBP) alt birimi transkripsiyon faktörü IID ve RPB1 alt birimi RNA II Polimeraz .
TFIIB , TATA elementini çevreleyen bir promotör element olan B tanıma elementi (BRE) ile diziye özgü protein-DNA etkileşimleri yapar .
Hareket mekanizması
PIC oluşumunda ve transkripsiyonun başlatılmasında TFIIB eylem mekanizmasında altı adım vardır:
- RNA polimeraz II, TFIIB B çekirdeği ve B şeridi aracılığıyla DNA'ya alınır.
- RNA polimeraz II, TFIIB B bağlayıcısı ve B okuyucusu (açık kompleks oluşumu) yardımıyla DNA'yı çözer.
- RNA polimeraz II, TFIIB B okuyucusu tarafından desteklenen bir transkripsiyon başlangıç bölgesi seçer.
- RNA polimeraz II, ilk fosfodiester bağını oluşturur .
- RNA polimeraz II, yeni oluşan RNA ve TFIIB B okuyucu döngüsü arasındaki çatışmalar nedeniyle kısa başarısız transkriptler üretir .
- Yeni oluşan RNA'nın 12-13 nükleotide uzatılması, TFIIB ile daha fazla çakışma nedeniyle TFIIB'nin atılmasına yol açar.
RNA polimeraz II ile etkileşimler
TFIIB'nin fonksiyonel bölgelerinin her biri, RNA polimeraz II'nin farklı bölümleriyle etkileşime girer. Amino terminal B şeridi, RNA polimeraz II'nin dok alanında bulunur ve yarığa, aktif bölgeye doğru uzanır. B şeridinin uzatılması, RNA çıkış tüneli yoluyla DNA-RNA hibritinin bağlanma bölgesine ve aktif bölgeye doğru uzanan B okuyucusudur . B bağlayıcısı, B okuyucusu ile RNA polimeraz II'nin yarığında bulunan B çekirdeği arasındaki bölgedir ve dümen ve kıskaç sarmal bobin tarafından duvarın üzerinde bulunan C terminal B çekirdeğine ulaşana kadar devam eder. RNA polimeraz II. B okuyucusu ve B bağlayıcısı, RNA polimeraz II tüneli boyunca aktif bölgeye doğru konumlandırılan ve sıkı bağlanmayı sağlayan yüksek oranda korunmuş kalıntılardan oluşur, bu anahtar kalıntılar olmadan ayrışma meydana gelir. Bu iki alanın ayrıca, DNA'nın tam olarak konumlandırılmasına ve yeni NTP'lerin yeni oluşan RNA zincirine eklenmesine izin vermek için RNA polimeraz II'nin daha esnek alanlarının bazılarının konumunu ayarladığı düşünülmektedir . RNA polimeraz II'nin bağlanması üzerine, B okuyucusu ve B bağlayıcısı, RNA polimeraz II'nin çıkıntı alanının hafifçe yeniden konumlandırılmasına neden olur ve bu, temel bir ikinci magnezyum iyonunun aktif bölgeye bağlanmasına izin verir . Bir beta sayfası ve transkripsiyon başlatıldığında yapının kararlılığına yardımcı olan sıralı bir döngü oluşturur.
Açık ve kapalı kompleksler
Açık ve kapalı konformasyonlar, DNA'nın durumuna ve şablon ipliğin PIC içindeki şablon olmayan iplikten ayrılıp ayrılmadığına atıfta bulunur. DNA'nın balonu oluşturmak için açıldığı yer, B-çekirdek, B-bağlayıcı ve B-okuyucunun yanı sıra RNA polimeraz II'nin parçaları ile kaplı bir tünelin üzerinde yer alır. B bağlayıcısı, DNA'nın açıldığı nokta ile doğrudan hizalı olarak bulunur ve açık komplekste iki DNA dizisi arasında bulunur, bu da promotör erimesinde bir rolü olduğunu, ancak katalitik RNA'da bir rolü olmadığını düşündürür. sentez. TFIIB her iki konformasyonda da benzer bir yapıyı muhafaza etse de, çekirdek ve B okuyucu arasındaki molekül içi etkileşimlerin bir kısmı DNA'nın açılmasıyla bozulur.
DNA erimesinden sonra, transkripsiyon başlatıcısı (Inr), TSS'nin RNA polimeraz II tarafından tanımlanabilmesi ve transkripsiyonun başlayabilmesi için DNA üzerinde yer almalıdır. Bu, DNA'nın 'şablon tünelinden' geçirilmesiyle yapılır ve DNA taranır, Inr aranır ve transkripsiyon başlangıç bölgesinin RNA polimeraz aktif bölgesi tarafından doğru yerde bulunmasını sağlayan bir pozisyona yerleştirilir. TFIIB'nin B okuyucusu şablon tünelinde bulunur ve Inr'nin yerini belirlemede önemlidir, B okuyucudaki mutasyonlar TSS'nin değişmesine ve dolayısıyla yanlış transkripsiyonun meydana gelmesine neden olur (PIC oluşumu ve DNA erimesi hala gerçekleşse de). Maya Inr motifi 28 konumunda sıkı bir şekilde korunmuş A kalıntısına sahip olduğundan ve açık kompleks modelde B okuyucu sarmalında tamamlayıcı bir T kalıntısı bulunabildiğinden, maya bu hizalamaya özellikle iyi bir örnektir. Bu T tortusu mutasyona uğratıldığında, transkripsiyon, B okuyucusunun rolünü vurgulayarak önemli ölçüde daha az etkiliydi.
B okuyucu döngüsünün ayrıca aktif bölgede NTP'leri stabilize ettiği ve esnekliği nedeniyle RNA molekülünün erken sentezi sırasında nükleik asitlerin temas halinde kalmasına izin verdiği (yani büyüyen RNA-DNA hibridini stabilize ettiği) düşünülmektedir.
Serbest bırakmak
RNA transkripti 7 nükleotit uzunluğuna ulaştığında, transkripsiyon, başlangıcı DNA kabarcığının çökmesi ve TFIIB'nin atılması ile karakterize edilen uzama fazına girer. Bunun nedeni, yeni oluşan RNA'nın, 6 baz uzunluğundayken B bağlayıcı sarmalı ile çarpışması ve 12-13 baza daha fazla uzama üzerine B-okuyucu ve B-şeritiyle çarpışarak ayrışmaya yol açması olduğu düşünülmektedir. DNA dubleksi ayrıca dümenin üzerindeki B bağlayıcısı ile de çatışır (DNA'nın bir çift sarmal halinde geri sarılmasından kaynaklanır).
fosforilasyon
TFHD olduğu fosforile de serin B okuyucu alanında bulunan 65. Bu fosforilasyon olmadan, transkripsiyonun başlaması gerçekleşmez. Bunu desteklemek için daha fazla kanıta ihtiyaç duyulmasına rağmen , genel transkripsiyon faktörü TFIIH'nin bu fosforilasyon için kinaz görevi görebileceği öne sürülmüştür . TFIIB, uzama sırasında DNA boyunca RNA polimeraz II kompleksi ile birlikte hareket etmese de, son zamanlarda promotörü genin terminatörüne bağlayan gen döngüsünde bir rolü olduğu öne sürülmüştür. ancak son araştırmalar, TFIIB'deki bir tükenmenin hücreler için ölümcül olmadığını ve transkripsiyon seviyelerinin önemli ölçüde etkilenmediğini göstermiştir. Bunun nedeni, memeli promotörlerinin %90'ından fazlasının, TFIIB'nin bağlanması için gerekli olan bir BRE (B tanıma elemanı) veya TATA kutusu dizisi içermemesidir. Buna ek olarak, TFIIB seviyelerinin farklı hücre tiplerinde ve hücre döngüsünün farklı noktalarında dalgalandığı gösterilmiştir , bu da tüm RNA polimeraz II transkripsiyonu için gerekli olmadığına dair kanıtları destekler. Gen döngüsü, RNA polimeraz II'nin C terminal alanında bulunan fosforlanmış serin kalıntıları ile poliadenilasyon faktörleri arasındaki etkileşime bağlıdır. SSu72 ve CstF-64 gibi bu poliadenilasyon faktörleri ile promotörlerin etkileşimi için TFIIB gereklidir . Hem gen halkası oluşumunun hem de DNA balonunun çökmesinin TFIIB fosforilasyonunun bir sonucu olduğu da öne sürülmüştür; bununla birlikte, bu gen halkası oluşumunun, transkripsiyonun başlamasının bir nedeni mi yoksa sonucu mu olduğu açık değildir.
Diğer transkripsiyon komplekslerindeki benzerlikler
RNA polimeraz III , aynı zamanda korunmuş bir çinko şerit ve C terminal çekirdeği içeren Brf (TFIIB ile ilgili faktör) olarak adlandırılan TFIIB'ye çok benzer bir faktör kullanır. Bununla birlikte, Brf, B okuyucusu ve B bağlayıcısının bulunduğu aynı pozisyonlarda hala yüksek oranda korunmuş diziler içermesine rağmen, yapı daha esnek bağlayıcı bölgede ayrılır. Bu korunan bölgeler muhtemelen TFIIB'deki alanlarla benzer işlevleri yerine getirir. RNA polimeraz I , TFIIB'ye benzer bir faktör kullanmaz; ancak bilinmeyen başka bir faktörün de aynı işlevi gördüğü düşünülmektedir. Bakteriyel sistemlerde TFIIB için doğrudan bir homolog yoktur, ancak bakteriyel polimerazı benzer bir şekilde dizi benzerliği olmadan bağlayan proteinler vardır. Özellikle bakteriyel protein σ70 , polimerazı B-bağlayıcı, B-şerdi ve B-çekirdeği ile aynı noktalarda bağlayan alanları içerir. Bu, özellikle polimeraz aktif bölgesinde DNA'yı stabilize edebilen σ3 bölgesi ve bölge 4 bağlayıcısında belirgindir.
Klinik önemi
antiviral aktivite
Son çalışmalar, azalmış TFIIB seviyelerinin hücreler içindeki transkripsiyon seviyelerini etkilemediğini göstermiştir, bunun kısmen olduğu düşünülmektedir, çünkü memeli promotörlerinin %90'ından fazlası bir BRE veya TATA kutusu içermemektedir. Bununla birlikte, TFIIB'nin herpes simpleks virüsünün in vitro transkripsiyonu ve düzenlenmesi için hayati olduğu gösterilmiştir . Bu benzerliği TFHD geçmesi için siklin A vardır bağlı olduğu düşünülmektedir çoğaltma , virüsler genellikle siklinleri ve diğer proteinleri kullanılarak, hücre döngüsü yoluyla konakçı hücreler, ilerlemesini durdurmak. TFIIB, siklin A'ya benzer bir yapıya sahip olduğundan, tükenmiş TFIIB seviyelerinin antiviral etkileri olabileceği öne sürülmüştür.
nörodejenerasyon
Çalışmalar, TFIIB'nin TBP'ye bağlanmasının, TBP'deki poliglutamin yolunun uzunluğundan etkilendiğini göstermiştir . Nörodejeneratif hastalıklarda bulunanlar gibi genişletilmiş poliglutamin yolları , TFIIB ile artan etkileşime neden olur. Bunun, TFIIB'nin bunun yerine genişletilmiş poliglutamin yolları ile etkileşime girmesi nedeniyle beyindeki diğer promotörlere TFIIB'nin kullanılabilirliğini azalttığı için bu hastalıklarda transkripsiyonu etkilediği düşünülmektedir .
Referanslar
Dış bağlantılar
- ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi Tıbbi Konu Başlıklarında (MeSH) Transkripsiyon+Faktör+TFIIB
- FactorBook GTF2B
- Uygun yapısal bilginin her genel PDB için Uniprot : Q00403 (transkripsiyon başlatma faktörü IIB) de PDBe-KB .