Gal4 전사인자

Gal4 transcription factor
조절단백질 GAL4
식별자
유기체사카로미세스 세레비시아
기호.GAL4
엔트레즈855828
유니프로트P04386

Gal4 전사인자는 갈락토스로 유도되는 [1]유전자의 유전자 발현에 대한 양성 조절제이다.이 단백질은 사카로미세스 세레비시아이 효모에 50명 이상의 구성원을 포함하는 전사 인자의 큰 곰팡이 계열인 Gal4 패밀리를 나타냅니다.Oaf1, Pip2, Pdr1, Pdr3, Leu3.[2]

Gal4는 업스트림 활성화 배열인 UAS를 가진G 유전자를 인식해 활성화한다.효모세포에서 주요 타깃은 갈락토오스 대사에 필요한 3가지 효소인 GAL1(갈락토키나아제), GAL10(UDP-글루코스 4-에피머라아제), GAL7(갈락토오스-1-인산우리딜전달효소)이다.이 결합은 [3]곤충의 발현을 제어하는 기술인 GAL4/UAS 시스템을 구축하는 데에도 유용한 것으로 입증되었습니다.효모에서 Gal4는 기본적으로 Gal80에 의해 억제되며 Gal3가 Gal80을 [4]결합함에 따라 갈락토스의 존재 하에서 활성화된다.

도메인

두 개의 실행 영역, 즉 DNA 결합 도메인과 활성화 도메인은 대부분의 전사 인자를 준수하는 Gal4 단백질의 핵심 기능을 제공합니다.

Gal4 도메인 및 규제

DNA결합

Gal4 N-terminus는 아연 핑거로 Zn(2)-C6 균류에 속한다.Zn – 시스테인 티올레이트 클러스터를 [5][6]형성하며, GAL1 프로모터에서 UAS를G 특이적으로 인식한다.[7][8]

Gal4 활성화

C-말단에 국소화되어 Oaf1, Pip2, Pdr1, Pdr3와 함께 9aaTAD 아미노산 트랜스활성화 도메인군에 속하지만 p53, E2A, [9][10]MLL에도 속합니다.

규정

갈락토스는 포도당이 심각한 [11][12]억제를 유발하지만 Gal4 매개 전사를 유도한다.

Gal4 조절의 일부로서 억제 단백질 Gal80은 Gal4 영역(853~874 aa)[13][14][15]을 인식하고 결합한다.

억제단백질 Gal80은 조절단백질 Gal3에 의해 갈락토오스 의존적인 방식으로 격리된다.이를 통해 [16][4][17][18]갈락토스가 있을 때 Gal4가 작동할 수 있습니다.

돌연변이

Gal4 기능 상실 돌연변이 gal4-64(1-852 aa, Gal4 C 단자 29 aa 삭제)는 Gal80과의 상호작용과 활성화 기능을 [19][20][21]모두 상실했다.

Gal4 복귀 돌연변이 Gal4C-62 [22]돌연변이에서 9aaTAD 패턴의 배열(QTAY N AFMN)이 등장해 Gal4 단백질의 활성화 기능을 회복시켰다.

비활성 구성

일부 Gal4 [23][24]구성에서는 활성화 도메인 Gal4가 C 터미널 도메인에 의해 억제됩니다.

기능.

대상

문자 변환

Gal4 활성화 기능은 MED15(Gal11)[25][26][27][28][29][30][31]의해 매개됩니다.

Gal4 단백질은 Tra1,[32][33][34] TAF9 [35]및 SAGA/MED15 [36][37]복합체와 마찬가지로 전사의 다른 매개체와도 상호작용한다.

프로테오솜

26S 프로테아솜 Sug2 조절단백질의 서브유닛은 Gal4 [38][39]기능과 분자 및 기능적 상호작용을 가진다.생체 [40]내 기능에는 Gal4 전사 인자의 단백질 분해 교체가 필요하지 않다.네이티브 Gal4 모노우비퀴티네이션은 유도 [41]조건 하에서 19S 매개 불안정으로부터 보호합니다.

어플

Gal4는 효모에서 사람으로 진핵세포에서 단백질-단백질 상호작용을 스크리닝하거나 분석하기 위해 효모 2-하이브리드 스크리닝에 널리 사용된다.

GAL4/UAS 시스템에서 Gal4 단백질 및 Gal4 업스트림 활성화 영역(UAS)은 초파리 [3]등의 유기체의 유전자 발현 및 기능을 연구하기 위해 사용된다.

Gal4와 억제성 단백질 Gal80은 MARCM이라 불리는 개별적으로 라벨이 붙은 호모 접합 세포를 만드는 유전학 기술에 적용되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Klar AJ, Halvorson HO (1974). "Studies on the positive regulatory gene, GAL4, in regulation of galactose catabolic enzymes in Saccharomyces cerevisiae". Molecular & General Genetics. 135 (3): 203–12. doi:10.1007/BF00268616. PMID 4376212. S2CID 26014344.
  2. ^ Schjerling P, Holmberg S (December 1996). "Comparative amino acid sequence analysis of the C6 zinc cluster family of transcriptional regulators". Nucleic Acids Research. 24 (23): 4599–607. doi:10.1093/nar/24.23.4599. PMC 146297. PMID 8967907.
  3. ^ a b Duffy JB (2002). "GAL4 system in Drosophila: a fly geneticist's Swiss army knife". Genesis. 34 (1–2): 1–15. doi:10.1002/gene.10150. PMID 12324939. S2CID 5073328.
  4. ^ a b Jiang F, Frey BR, Evans ML, Friel JC, Hopper JE (October 2009). "Gene activation by dissociation of an inhibitor from a transcriptional activation domain". Molecular and Cellular Biology. 29 (20): 5604–10. doi:10.1128/MCB.00632-09. PMC 2756894. PMID 19651897.
  5. ^ Marmorstein R, Carey M, Ptashne M, Harrison SC (April 1992). "DNA recognition by GAL4: structure of a protein-DNA complex". Nature. 356 (6368): 408–14. Bibcode:1992Natur.356..408M. doi:10.1038/356408a0. PMID 1557122. S2CID 4344434.
  6. ^ Pan T, Coleman JE (March 1990). "The DNA binding domain of GAL4 forms a binuclear metal ion complex". Biochemistry. 29 (12): 2023–9. doi:10.1021/bi00464a019. PMID 2186803.
  7. ^ Keegan L, Gill G, Ptashne M (February 1986). "Separation of DNA binding from the transcription-activating function of a eukaryotic regulatory protein". Science. 231 (4739): 699–704. Bibcode:1986Sci...231..699K. doi:10.1126/science.3080805. PMID 3080805.
  8. ^ Giniger E, Varnum SM, Ptashne M (April 1985). "Specific DNA binding of GAL4, a positive regulatory protein of yeast". Cell. 40 (4): 767–74. doi:10.1016/0092-8674(85)90336-8. PMID 3886158. S2CID 31663066.
  9. ^ Ding WV, Johnston SA (May 1997). "The DNA binding and activation domains of Gal4p are sufficient for conveying its regulatory signals". Molecular and Cellular Biology. 17 (5): 2538–49. doi:10.1128/MCB.17.5.2538. PMC 232103. PMID 9111323.
  10. ^ Melcher K, Johnston SA (May 1995). "GAL4 interacts with TATA-binding protein and coactivators". Molecular and Cellular Biology. 15 (5): 2839–48. doi:10.1128/MCB.15.5.2839. PMC 230515. PMID 7739564.
  11. ^ Klar AJ, Halvorson HO (1974). "Studies on the positive regulatory gene, GAL4, in regulation of galactose catabolic enzymes in Saccharomyces cerevisiae". Molecular & General Genetics. 135 (3): 203–12. doi:10.1007/BF00268616. PMID 4376212. S2CID 26014344.
  12. ^ Griggs DW, Johnston M (October 1991). "Regulated expression of the GAL4 activator gene in yeast provides a sensitive genetic switch for glucose repression". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88 (19): 8597–601. Bibcode:1991PNAS...88.8597G. doi:10.1073/pnas.88.19.8597. PMC 52556. PMID 1924319.
  13. ^ Kumar PR, Yu Y, Sternglanz R, Johnston SA, Joshua-Tor L (February 2008). "NADP regulates the yeast GAL induction system". Science. 319 (5866): 1090–2. Bibcode:2008Sci...319.1090K. doi:10.1126/science.1151903. PMC 2726985. PMID 18292341.
  14. ^ Thoden JB, Ryan LA, Reece RJ, Holden HM (October 2008). "The interaction between an acidic transcriptional activator and its inhibitor. The molecular basis of Gal4p recognition by Gal80p". The Journal of Biological Chemistry. 283 (44): 30266–72. doi:10.1074/jbc.M805200200. PMC 2573081. PMID 18701455.
  15. ^ Johnston SA, Salmeron JM, Dincher SS (July 1987). "Interaction of positive and negative regulatory proteins in the galactose regulon of yeast". Cell. 50 (1): 143–6. doi:10.1016/0092-8674(87)90671-4. PMID 3297350. S2CID 46090047.
  16. ^ Egriboz O, Jiang F, Hopper JE (November 2011). "Rapid GAL gene switch of Saccharomyces cerevisiae depends on nuclear Gal3, not nucleocytoplasmic trafficking of Gal3 and Gal80". Genetics. 189 (3): 825–36. doi:10.1534/genetics.111.131839. PMC 3213366. PMID 21890741.
  17. ^ Peng G, Hopper JE (June 2002). "Gene activation by interaction of an inhibitor with a cytoplasmic signaling protein". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (13): 8548–53. Bibcode:2002PNAS...99.8548P. doi:10.1073/pnas.142100099. PMC 124307. PMID 12084916.
  18. ^ Tsuyumu S, Adams BG (July 1974). "Dilution kinetic studies of yeast populations: in vivo aggregation of galactose utilizing enzymes and positive regulator molecules". Genetics. 77 (3): 491–505. doi:10.1093/genetics/77.3.491. PMC 1213142. PMID 4369925.
  19. ^ Douglas HC, Condie F (December 1954). "The genetic control of galactose utilization in Saccharomyces". Journal of Bacteriology. 68 (6): 662–70. doi:10.1128/jb.68.6.662-670.1954. PMC 386212. PMID 13221541.
  20. ^ Douglas HC, Hawthorne DC (May 1964). "Enzymatic Expression and Genetic Linkage of Genes Controlling Galactose Utilization in Saccharomyces". Genetics. 49 (5): 837–44. doi:10.1093/genetics/49.5.837. PMC 1210618. PMID 14158615.
  21. ^ Matsumoto K, Adachi Y, Toh-e A, Oshima Y (February 1980). "Function of positive regulatory gene gal4 in the synthesis of galactose pathway enzymes in Saccharomyces cerevisiae: evidence that the GAL81 region codes for part of the gal4 protein". Journal of Bacteriology. 141 (2): 508–27. doi:10.1128/JB.141.2.508-527.1980. PMC 293654. PMID 6988385.
  22. ^ Johnston SA, Salmeron JM, Dincher SS (July 1987). "Interaction of positive and negative regulatory proteins in the galactose regulon of yeast". Cell. 50 (1): 143–6. doi:10.1016/0092-8674(87)90671-4. PMID 3297350. S2CID 46090047.
  23. ^ Ma J, Ptashne M (March 1987). "Deletion analysis of GAL4 defines two transcriptional activating segments". Cell. 48 (5): 847–53. doi:10.1016/0092-8674(87)90081-X. PMID 3028647. S2CID 4979320.
  24. ^ Warfield L, Tuttle LM, Pacheco D, Klevit RE, Hahn S (August 2014). "A sequence-specific transcription activator motif and powerful synthetic variants that bind Mediator using a fuzzy protein interface". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (34): E3506-13. Bibcode:2014PNAS..111E3506W. doi:10.1073/pnas.1412088111. PMC 4151740. PMID 25122681.
  25. ^ Fassler JS, Winston F (December 1989). "The Saccharomyces cerevisiae SPT13/GAL11 gene has both positive and negative regulatory roles in transcription". Molecular and Cellular Biology. 9 (12): 5602–9. doi:10.1128/MCB.9.12.5602. PMC 363730. PMID 2685570.
  26. ^ Han Y, Kodadek T (May 2000). "Peptides selected to bind the Gal80 repressor are potent transcriptional activation domains in yeast". The Journal of Biological Chemistry. 275 (20): 14979–84. doi:10.1074/jbc.275.20.14979. PMID 10809742.
  27. ^ Hashimoto H, Kikuchi Y, Nogi Y, Fukasawa T (1983). "Regulation of expression of the galactose gene cluster in Saccharomyces cerevisiae. Isolation and characterization of the regulatory gene GAL4". Molecular & General Genetics. 191 (1): 31–8. doi:10.1007/BF00330886. PMID 6350827. S2CID 115216273.
  28. ^ Long RM, Mylin LM, Hopper JE (April 1991). "GAL11 (SPT13), a transcriptional regulator of diverse yeast genes, affects the phosphorylation state of GAL4, a highly specific transcriptional activator". Molecular and Cellular Biology. 11 (4): 2311–4. doi:10.1128/MCB.11.4.2311. PMC 359938. PMID 2005915.
  29. ^ Nogi Y, Fukasawa T (October 1980). "A novel mutation that affects utilization of galactose in Saccharomyces cerevisiae". Current Genetics. 2 (2): 115–20. doi:10.1007/BF00420623. PMID 24189802. S2CID 12635991.
  30. ^ Sakurai H, Hiraoka Y, Fukasawa T (September 1993). "Yeast GAL11 protein is a distinctive type transcription factor that enhances basal transcription in vitro". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90 (18): 8382–6. Bibcode:1993PNAS...90.8382S. doi:10.1073/pnas.90.18.8382. PMC 47360. PMID 8378310.
  31. ^ Suzuki Y, Nogi Y, Abe A, Fukasawa T (October 1992). "GAL11 protein, an auxiliary transcription activator for genes encoding galactose-metabolizing enzymes in Saccharomyces cerevisiae". Molecular and Cellular Biology. 12 (10): 4806. doi:10.1128/MCB.12.10.4806. PMC 360407. PMID 1406662.
  32. ^ Lin L, Chamberlain L, Zhu LJ, Green MR (February 2012). "Analysis of Gal4-directed transcription activation using Tra1 mutants selectively defective for interaction with Gal4". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (6): 1997–2002. Bibcode:2012PNAS..109.1997L. doi:10.1073/pnas.1116340109. PMC 3277556. PMID 22308403.
  33. ^ Majmudar CY, Labut AE, Mapp AK (July 2009). "Tra1 as a screening target for transcriptional activation domain discovery". Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 19 (14): 3733–5. doi:10.1016/j.bmcl.2009.05.045. PMC 4322765. PMID 19497740.
  34. ^ Reeves WM, Hahn S (October 2005). "Targets of the Gal4 transcription activator in functional transcription complexes". Molecular and Cellular Biology. 25 (20): 9092–102. doi:10.1128/MCB.25.20.9092-9102.2005. PMC 1265783. PMID 16199885.
  35. ^ Klein J, Nolden M, Sanders SL, Kirchner J, Weil PA, Melcher K (February 2003). "Use of a genetically introduced cross-linker to identify interaction sites of acidic activators within native transcription factor IID and SAGA". The Journal of Biological Chemistry. 278 (9): 6779–86. doi:10.1074/jbc.M212514200. PMID 12501245.
  36. ^ Larschan E, Winston F (January 2005). "The Saccharomyces cerevisiae Srb8-Srb11 complex functions with the SAGA complex during Gal4-activated transcription". Molecular and Cellular Biology. 25 (1): 114–23. doi:10.1128/MCB.25.1.114-123.2005. PMC 538787. PMID 15601835. (http://mcb.asm.org/content/25/1/114/F8.large.jpg)
  37. ^ Larsson M, Uvell H, Sandström J, Rydén P, Selth LA, Björklund S (2013). "Functional studies of the yeast med5, med15 and med16 mediator tail subunits". PLOS ONE. 8 (8): e73137. Bibcode:2013PLoSO...873137L. doi:10.1371/journal.pone.0073137. PMC 3750046. PMID 23991176.
  38. ^ Chang C, Gonzalez F, Rothermel B, Sun L, Johnston SA, Kodadek T (August 2001). "The Gal4 activation domain binds Sug2 protein, a proteasome component, in vivo and in vitro". The Journal of Biological Chemistry. 276 (33): 30956–63. doi:10.1074/jbc.M102254200. PMID 11418596.
  39. ^ Russell SJ, Johnston SA (March 2001). "Evidence that proteolysis of Gal4 cannot explain the transcriptional effects of proteasome ATPase mutations". The Journal of Biological Chemistry. 276 (13): 9825–31. doi:10.1074/jbc.M010889200. PMID 11152478.
  40. ^ Nalley K, Johnston SA, Kodadek T (August 2006). "Proteolytic turnover of the Gal4 transcription factor is not required for function in vivo". Nature. 442 (7106): 1054–7. Bibcode:2006Natur.442.1054N. doi:10.1038/nature05067. PMID 16929306. S2CID 1926315.
  41. ^ Ferdous A, Sikder D, Gillette T, Nalley K, Kodadek T, Johnston SA (January 2007). "The role of the proteasomal ATPases and activator monoubiquitylation in regulating Gal4 binding to promoters". Genes & Development. 21 (1): 112–23. doi:10.1101/gad.1493207. PMC 1759896. PMID 17167105.

추가 정보