# بروتين تنظيمي

عامل النسخ GaI4 هو منظم إيجابي للتعبير الجيني للجينات التي يسببها الجالاكتوز. يمثل هذا البروتين عائلة فطرية كبيرة من عوامل النسخ، عائلة Gal4 والتي تضم أكثر من 50 عضوًا في خميرة Saccharomyces cerevisiae، على سبيل المثال Oaf1، Pip2، Pdr1، Pdr3، Leu3.
يتعرف Gal4 على الجينات التي تحتوي على UAS$_G$، وهو تسلسل تنشيط أولي، ويُنشّطها. في خلايا الخميرة، الأهداف الرئيسية هي GAL1 ( جالاكتوكيناز )، GAL10 ( UDP-جلوكوز 4-إيبيميراز )، وGAL7 ( جالاكتوز-1-فوسفات يوريديل ترانسفيراز )، وهي ثلاثة إنزيمات مطلوبة لاستقلاب الجالاكتوز. وقد أثبت هذا الربط أيضًا فائدته في بناء نظام GAL4/UAS، وهي تقنية للتحكم في التعبير لدى الحشرات. في الخميرة، يتم قمع Gal4 افتراضيًا بواسطة Gal80، ويتم تنشيطه في وجود الجالاكتوز حيث يقوم Gal3 بربط Gal80 بعيدًا.

## مجالات

يوفر المجالان التنفيذيان، مجال ربط الحمض النووي وتنشيطه، الوظيفة الرئيسية لبروتين Gal4 المتوافق مع معظم عوامل النسخ.

## ربط الحمض النووي

Gal4 N-terminus هو إصبع من الزنك وينتمي إلى عائلة الفطريات Zn (2) -C6. وهو يشكل مجموعة ثيولات Zn-cysteines، ويتعرف على وجه التحديد على UAS $_G$ في مروج GAL1.

## معاملات Gal4

مترجم إلى الطرف C، ينتمي إلى عائلة مجال معاملات الأحماض الأمينية التسعة، 9aaTAD، جنبًا إلى جنب مع Oaf1، Pip2، Pdr1، Pdr3، ولكن أيضًا p53 وE2Aو MLL .

## تنظيم

يحفز الجالاكتوز النسخ بوساطة Gal4 على الرغم من أن الجلوكوز يسبب قمعاً شديداً.
كجزء من تنظيم Gal4، يتعرف البروتين المثبط Gal80 على منطقة Gal4 (853-874 aa) ويرتبط بها.
يتم عزل البروتين المثبط Gal80 بواسطة البروتين التنظيمي Gal3 بطريقة تعتمد على الجالاكتوز. وهذا يسمح لـ Gal4 بالعمل عندما يكون هناك الجالاكتوز.
فقد متحولة فقدان الوظيفة Gal4 gal4-64 (1-852 aa، حذف محطة Gal4 C 29 aa) كلا من التفاعل مع Gal80 ووظيفة التنشيط.
في طفرة Gal4 المعكوسة Gal4C-62، ظهر تسلسل (QTAY N AFMN) بنمط 9aaTAD واستعاد وظيفة التنشيط لبروتين Gal4.

## بنيات غير نشطة

يتم منع مجال التنشيط Gal4 بواسطة مجال C-terminal في بعض بنيات Gal4.

## وظيفة

هدف
نسخ

## بروتيوسوم

يحتوي الوحدة الفرعية من البروتين التنظيمي 26 S proteasome Sug2 على تفاعل جزيئي ووظيفي مع وظيفة Gal4. دوران التحلل البروتيني لعامل النسخ Gal4 غير مطلوب للوظيفة في الجسم الحي. يحمي التفرد الأحادي Gal4 الأصلي من زعزعة الاستقرار بوساطة 19S في ظل الظروف المسببة.
يتم التوسط في وظيفة تنشيط Gal4 بواسطة MED15 (Gal11).
يتفاعل بروتين Gal4 أيضاً مع وسطاء النسخ الآخرين مثل مركب Tra1، TAF9، وSAGA/MED15.

## استخدام

يتم الاستخدام الواسع النطاق لـ Gal4 في فحص الخميرة ثنائي الهجين أو فحص تفاعلات البروتين البروتين في الخلايا حقيقية النواة من الخميرة إلى الإنسان.
في نظام GAL4/UAS، يتم استخدام بروتين Gal4 ومنطقة تنشيط المنبع Gal4 (UAS) لدراسة التعبير الجيني ووظيفته في الكائنات الحية مثل ذبابة الفاكهة.
لقد وجد Gal4 والبروتين المثبط Gal80 تطبيقاً في تقنية علم الوراثة لإنشاء خلايا متجانسة ذات علامات فردية تسمى MARCM (تحليل الفسيفساء باستخدام علامة خلية قابلة للقمع).

## مراجع

* 1 2 Klar AJ، Halvorson HO (1974). "Studies on the positive regulatory gene, GAL4, in regulation of galactose catabolic enzymes in Saccharomyces cerevisiae". Molecular & General Genetics. ج. 135 ع. 3: 203–12. DOI:10.1007/BF00268616. PMID:4376212. S2CID:26014344.
* ↑ Schjerling P، Holmberg S (ديسمبر 1996). "Comparative amino acid sequence analysis of the C6 zinc cluster family of transcriptional regulators". Nucleic Acids Research. ج. 24 ع. 23: 4599–607. DOI:10.1093/nar/24.23.4599. PMC:146297. PMID:8967907.
* 1 2 Duffy JB (2002). "GAL4 system in Drosophila: a fly geneticist's Swiss army knife". Genesis. ج. 34 ع. 1–2: 1–15. DOI:10.1002/gene.10150. PMID:12324939. S2CID:5073328.
* 1 2 Jiang F، Frey BR، Evans ML، Friel JC، Hopper JE (أكتوبر 2009). "Gene activation by dissociation of an inhibitor from a transcriptional activation domain". Molecular and Cellular Biology. ج. 29 ع. 20: 5604–10. DOI:10.1128/MCB.00632-09. PMC:2756894. PMID:19651897.
* ↑ Marmorstein R، Carey M، Ptashne M، Harrison SC (أبريل 1992). "DNA recognition by GAL4: structure of a protein-DNA complex". Nature. ج. 356 ع. 6368: 408–14. Bibcode:1992Natur.356..408M. DOI:10.1038/356408a0. PMID:1557122. S2CID:4344434.
* ↑ Pan T، Coleman JE (مارس 1990). "The DNA binding domain of GAL4 forms a binuclear metal ion complex". Biochemistry. ج. 29 ع. 12: 2023–9. DOI:10.1021/bi00464a019. PMID:2186803.
* ↑ Keegan L، Gill G، Ptashne M (فبراير 1986). "Separation of DNA binding from the transcription-activating function of a eukaryotic regulatory protein". Science. ج. 231 ع. 4739: 699–704. Bibcode:1986Sci...231..699K. DOI:10.1126/science.3080805. PMID:3080805.
* ↑ Giniger E، Varnum SM، Ptashne M (أبريل 1985). "Specific DNA binding of GAL4, a positive regulatory protein of yeast". Cell. ج. 40 ع. 4: 767–74. DOI:10.1016/0092-8674(85)90336-8. PMID:3886158. S2CID:31663066.
* ↑ Ding WV، Johnston SA (مايو 1997). "The DNA binding and activation domains of Gal4p are sufficient for conveying its regulatory signals". Molecular and Cellular Biology. ج. 17 ع. 5: 2538–49. DOI:10.1128/MCB.17.5.2538. PMC:232103. PMID:9111323.
* ↑ Melcher K، Johnston SA (مايو 1995). "GAL4 interacts with TATA-binding protein and coactivators". Molecular and Cellular Biology. ج. 15 ع. 5: 2839–48. DOI:10.1128/MCB.15.5.2839. PMC:230515. PMID:7739564.
* ↑ Griggs DW، Johnston M (أكتوبر 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. ج. 88 ع. 19: 8597–601. Bibcode:1991PNAS...88.8597G. DOI:10.1073/pnas.88.19.8597. PMC:52556. PMID:1924319.
* ↑ Kumar PR، Yu Y، Sternglanz R، Johnston SA، Joshua-Tor L (فبراير 2008). "NADP regulates the yeast GAL induction system". Science. ج. 319 ع. 5866: 1090–2. Bibcode:2008Sci...319.1090K. DOI:10.1126/science.1151903. PMC:2726985. PMID:18292341.
* ↑ Thoden JB، Ryan LA، Reece RJ، Holden HM (أكتوبر 2008). "The interaction between an acidic transcriptional activator and its inhibitor. The molecular basis of Gal4p recognition by Gal80p". The Journal of Biological Chemistry. ج. 283 ع. 44: 30266–72. DOI:10.1074/jbc.M805200200. PMC:2573081. PMID:18701455.
* 1 2 Johnston SA، Salmeron JM، Dincher SS (يوليو 1987). "Interaction of positive and negative regulatory proteins in the galactose regulon of yeast". Cell. ج. 50 ع. 1: 143–6. DOI:10.1016/0092-8674(87)90671-4. PMID:3297350. S2CID:46090047.
* ↑ Egriboz O، Jiang F، Hopper JE (نوفمبر 2011). "Rapid GAL gene switch of Saccharomyces cerevisiae depends on nuclear Gal3, not nucleocytoplasmic trafficking of Gal3 and Gal80". Genetics. ج. 189 ع. 3: 825–36. DOI:10.1534/genetics.111.131839. PMC:3213366. PMID:21890741.
* ↑ Douglas HC، Condie F (ديسمبر 1954). "The genetic control of galactose utilization in Saccharomyces". Journal of Bacteriology. ج. 68 ع. 6: 662–70. DOI:10.1128/jb.68.6.662-670.1954. PMC:386212. PMID:13221541.
* ↑ Douglas HC، Hawthorne DC (مايو 1964). "Enzymatic Expression and Genetic Linkage of Genes Controlling Galactose Utilization in Saccharomyces". Genetics. ج. 49 ع. 5: 837–44. DOI:10.1093/genetics/49.5.837. PMC:1210618. PMID:14158615.
* ↑ Matsumoto K، Adachi Y، Toh-e A، Oshima Y (فبراير 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. ج. 141 ع. 2: 508–27. DOI:10.1128/JB.141.2.508-527.1980. PMC:293654. PMID:6988385.
* ↑ Ma J، Ptashne M (مارس 1987). "Deletion analysis of GAL4 defines two transcriptional activating segments". Cell. ج. 48 ع. 5: 847–53. DOI:10.1016/0092-8674(87)90081-X. PMID:3028647. S2CID:4979320.
* ↑ Warfield L، Tuttle LM، Pacheco D، Klevit RE، Hahn S (أغسطس 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. ج. 111 ع. 34: E3506-13. Bibcode:2014PNAS..111E3506W. DOI:10.1073/pnas.1412088111. PMC:4151740. PMID:25122681.
* ↑ Chang C، Gonzalez F، Rothermel B، Sun L، Johnston SA، Kodadek T (أغسطس 2001). "The Gal4 activation domain binds Sug2 protein, a proteasome component, in vivo and in vitro". The Journal of Biological Chemistry. ج. 276 ع. 33: 30956–63. DOI:10.1074/jbc.M102254200. PMID:11418596.
* ↑ Russell SJ، Johnston SA (مارس 2001). "Evidence that proteolysis of Gal4 cannot explain the transcriptional effects of proteasome ATPase mutations". The Journal of Biological Chemistry. ج. 276 ع. 13: 9825–31. DOI:10.1074/jbc.M010889200. PMID:11152478.
* ↑ Nalley K، Johnston SA، Kodadek T (أغسطس 2006). "Proteolytic turnover of the Gal4 transcription factor is not required for function in vivo". Nature. ج. 442 ع. 7106: 1054–7. Bibcode:2006Natur.442.1054N. DOI:10.1038/nature05067. PMID:16929306. S2CID:1926315.
* ↑ Ferdous A، Sikder D، Gillette T، Nalley K، Kodadek T، Johnston SA (يناير 2007). "The role of the proteasomal ATPases and activator monoubiquitylation in regulating Gal4 binding to promoters". Genes & Development. ج. 21 ع. 1: 112–23. DOI:10.1101/gad.1493207. PMC:1759896. PMID:17167105.
* ↑ Fassler JS، Winston F (ديسمبر 1989). "The Saccharomyces cerevisiae SPT13/GAL11 gene has both positive and negative regulatory roles in transcription". Molecular and Cellular Biology. ج. 9 ع. 12: 5602–9. DOI:10.1128/MCB.9.12.5602. PMC:363730. PMID:2685570.
* ↑ Han Y، Kodadek T (مايو 2000). "Peptides selected to bind the Gal80 repressor are potent transcriptional activation domains in yeast". The Journal of Biological Chemistry. ج. 275 ع. 20: 14979–84. DOI:10.1074/jbc.275.20.14979. PMID:10809742.
* ↑ 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. ج. 191 ع. 1: 31–8. DOI:10.1007/BF00330886. PMID:6350827. S2CID:115216273.
* ↑ Long RM، Mylin LM، Hopper JE (أبريل 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. ج. 11 ع. 4: 2311–4. DOI:10.1128/MCB.11.4.2311. PMC:359938. PMID:2005915.
* ↑ Nogi Y، Fukasawa T (أكتوبر 1980). "A novel mutation that affects utilization of galactose in Saccharomyces cerevisiae". Current Genetics. ج. 2 ع. 2: 115–20. DOI:10.1007/BF00420623. PMID:24189802. S2CID:12635991.
* ↑ Sakurai H، Hiraoka Y، Fukasawa T (سبتمبر 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. ج. 90 ع. 18: 8382–6. Bibcode:1993PNAS...90.8382S. DOI:10.1073/pnas.90.18.8382. PMC:47360. PMID:8378310.
* ↑ Suzuki Y، Nogi Y، Abe A، Fukasawa T (أكتوبر 1992). "GAL11 protein, an auxiliary transcription activator for genes encoding galactose-metabolizing enzymes in Saccharomyces cerevisiae". Molecular and Cellular Biology. ج. 12 ع. 10: 4806. DOI:10.1128/MCB.12.10.4806. PMC:360407. PMID:1406662.
* ↑ Lin L، Chamberlain L، Zhu LJ، Green MR (فبراير 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. ج. 109 ع. 6: 1997–2002. Bibcode:2012PNAS..109.1997L. DOI:10.1073/pnas.1116340109. PMC:3277556. PMID:22308403. مؤرشف من الأصل في 2020-08-05.
* ↑ Majmudar CY، Labut AE، Mapp AK (يوليو 2009). "Tra1 as a screening target for transcriptional activation domain discovery". Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. ج. 19 ع. 14: 3733–5. DOI:10.1016/j.bmcl.2009.05.045. PMC:4322765. PMID:19497740.
* ↑ Reeves WM، Hahn S (أكتوبر 2005). "Targets of the Gal4 transcription activator in functional transcription complexes". Molecular and Cellular Biology. ج. 25 ع. 20: 9092–102. DOI:10.1128/MCB.25.20.9092-9102.2005. PMC:1265783. PMID:16199885.
* ↑ Klein J، Nolden M، Sanders SL، Kirchner J، Weil PA، Melcher K (فبراير 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. ج. 278 ع. 9: 6779–86. DOI:10.1074/jbc.M212514200. PMID:12501245.
* ↑ Larschan E، Winston F (يناير 2005). "The Saccharomyces cerevisiae Srb8-Srb11 complex functions with the SAGA complex during Gal4-activated transcription". Molecular and Cellular Biology. ج. 25 ع. 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)
* ↑ 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. ج. 8 ع. 8: e73137. Bibcode:2013PLoSO...873137L. DOI:10.1371/journal.pone.0073137. PMC:3750046. PMID:23991176.
* بوابة علم الأحياء