真核生物的基因调控与表观遗传学
锌指基序(zinc finger motif)
/ ZINK FING-er /
想象一根小小的手指,它只有戴上一枚戒指才能直立起来。把戒指拿掉,手指就软塌塌地没了用。锌指正是这样:一小段蛋白质构成的环,只因为一个锌原子把它别在一起,才保持住能干活的形状。它是大自然最受欢迎的、用来造一只能触碰DNA的手的方式之一。
在经典版本里,大约三十个氨基酸的一段折叠起来,让两个半胱氨酸和两个组氨酸朝内伸出,把一个锌离子夹在中间。那个锌坐在核心,像一颗铆钉,把一小段β-折叠和一小段α-螺旋锁成一个紧凑、稳定的小单元——这就是“指”。螺旋是干活的那一端:它躺进DNA的大沟,读取大约三个碱基对。单单一根指头是个软弱、含糊的抓手,所以细胞把许多指头像珠子串在线上那样串起来——三根、五根、十几根——每一根读它自己的三个字母,于是整串数组就识别出一段更长、特异得多的DNA。这里的锌是结构性的,不是催化性的;它不做任何化学反应,只是把形状撑住。
锌指之所以重要,有两个原因。第一,它是动物体内最常见的单一DNA结合折叠——人类转录因子中很大一部分都是锌指蛋白,正因如此,这个小小的基序悄悄地掌管着我们之为我们的很大一部分。第二,因为每一根指头读它自己的三个字母,而指头可以混搭拼接,工程师学会了设计针对所选DNA序列的定制锌指蛋白;把它们和一种切DNA的酶融合,就成了锌指核酸酶,第一代可编程的基因编辑工具,后来大体上被CRISPR取代,但在历史上举足轻重。
转录因子Sp1帮助开启成千上万个管家基因,它用一排三根锌指抓住自己的DNA靶点,每根读三个碱基对,合起来识别一个大约九字母的位点。
每根指头读三个字母;串起来就拼出一个特定的地址。
这里的锌是结构性的——它折叠并稳定锌指,却不做任何催化。别把它和碳酸酐酶等酶里的锌混淆,在那些酶里金属本身就是化学反应的一部分。
又称
另见