真核生物的基因調控與表觀遺傳學
鋅指基序(zinc finger motif)
/ ZINK FING-er /
想像一根小小的手指,它只有戴上一枚戒指才能直立起來。把戒指拿掉,手指就軟塌塌地沒了用。鋅指正是這樣:一小段蛋白質構成的環,只因為一個鋅原子把它別在一起,才保持住能幹活的形狀。它是大自然最受歡迎的、用來造一隻能觸碰DNA的手的方式之一。
在經典版本裡,大約三十個氨基酸的一段摺疊起來,讓兩個半胱氨酸和兩個組氨酸朝內伸出,把一個鋅離子夾在中間。那個鋅坐在核心,像一顆鉚釘,把一小段β-摺疊和一小段α-螺旋鎖成一個緊湊、穩定的小單元——這就是「指」。螺旋是幹活的那一端:它躺進DNA的大溝,讀取大約三個鹼基對。單單一根指頭是個軟弱、含糊的抓手,所以細胞把許多指頭像珠子串在線上那樣串起來——三根、五根、十幾根——每一根讀它自己的三個字母,於是整串數組就識別出一段更長、特異得多的DNA。這裡的鋅是結構性的,不是催化性的;它不做任何化學反應,只是把形狀撐住。
鋅指之所以重要,有兩個原因。第一,它是動物體內最常見的單一DNA結合摺疊——人類轉錄因子中很大一部分都是鋅指蛋白,正因如此,這個小小的基序悄悄地掌管著我們之為我們的很大一部分。第二,因為每一根指頭讀它自己的三個字母,而指頭可以混搭拼接,工程師學會了設計針對所選DNA序列的定製鋅指蛋白;把它們和一種切DNA的酶融合,就成了鋅指核酸酶,第一代可編程的基因編輯工具,後來大體上被CRISPR取代,但在歷史上舉足輕重。
轉錄因子Sp1幫助開啟成千上萬個管家基因,它用一排三根鋅指抓住自己的DNA靶點,每根讀三個鹼基對,合起來識別一個大約九字母的位點。
每根指頭讀三個字母;串起來就拼出一個特定的地址。
這裡的鋅是結構性的——它摺疊並穩定鋅指,卻不做任何催化。別把它和碳酸酐酶等酶裡的鋅混淆,在那些酶裡金屬本身就是化學反應的一部分。
又稱
另見