亮氨酸拉鏈
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亮氨酸拉鏈（leucine zipper）：出現(xiàn)地DNA結(jié)合蛋白質(zhì)和其它蛋白質(zhì)中的一種結(jié)構(gòu)基元（motif）。當(dāng)來自同一個或不同多肽鏈的兩個兩用性的α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸殘基）相互作用形成一個圈對圈的二聚體結(jié)構(gòu)時就形成了亮氨酸拉鏈。
性質(zhì)
蛋白質(zhì)局部結(jié)構(gòu)形式，即適于大分子之間相互結(jié)合的基元(motif)之一。在生物化學(xué)的研究中，發(fā)現(xiàn)某些DNA結(jié)合蛋白的一級結(jié)構(gòu)C末端區(qū)段，亮氨酸總是有規(guī)律地每隔7個氨基酸就出現(xiàn)一次。蛋白質(zhì)α-螺旋每繞一圈為3.6個氨基酸殘基。這種一級結(jié)構(gòu)形成α-螺旋時，亮氨酸必與螺旋軸平行而在外側(cè)同一線上排布，每繞兩圈出現(xiàn)一次，如圖中的1,8,15,22位；而且，亮氨酸R-基因上的分支側(cè)鏈也露于螺旋之外成規(guī)律地相間。所謂拉鏈，就是兩組平行走向，帶亮氨酸的α-螺旋形成的對稱二聚體。每條肽鏈上的亮氨酸殘基，側(cè)鏈上R-基因的分支碳鏈，又剛好互相交錯排列，故名。亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)于真核生物DNA結(jié)合蛋白的C-端，它們往往是和癌基因表達(dá)調(diào)控功能有關(guān)，故受到研究者的重視。這類蛋白質(zhì)的主要代表為酵母的轉(zhuǎn)錄激活因子GCN4，癌蛋白Jun，F(xiàn)os，Myc，增強子結(jié)合蛋白C/EBP等。這類基元結(jié)構(gòu)是解決基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的途徑之一，并將會在生命科學(xué)研究中繼續(xù)成為主導(dǎo)領(lǐng)域的研究課題。
亮氨酸拉鏈(leucine zipper)是由伸展的氨基酸組成，每7個氨基酸中的第7個氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨基酸，排列在。螺旋的一側(cè)，所有帶電荷的氨基酸殘基排在另一側(cè)。當(dāng)2個蛋白質(zhì)分子平行排列時，亮氨酸之間相互作用形成二聚體，形成“拉鏈”。在“拉鏈”式的蛋白質(zhì)分子中，亮氨酸以外帶電荷的氨基酸形式同DNA結(jié)合。
作用舉例
原癌基因c—fos 的蛋白產(chǎn)物是磷酸化蛋白，有一個亮氨酸“拉鏈”區(qū)，卻不能形成同源二聚體。可是，它可以同c-jun的蛋白產(chǎn)物中的“拉鏈”區(qū)形成異源二聚體。c—fos 的蛋白質(zhì)產(chǎn)物本身不能同DNA結(jié)合，可是一旦同c-jun的蛋白質(zhì)產(chǎn)物形成“拉鏈”式的異源二聚體后，卻能與jun-jun同源二聚體一樣具有DNA結(jié)合能力，且表現(xiàn)出更高的親和力。
酵母轉(zhuǎn)錄因子GCN4是通過亮氨酸拉鏈(bZIP)結(jié)構(gòu)結(jié)合DNA的蛋白質(zhì)之一,當(dāng)GCN4二聚體與DNA結(jié)合時,亮氨酸拉鏈區(qū)的2個單體結(jié)合為平行的卷曲螺旋結(jié)構(gòu),而其基區(qū)由無規(guī)線團結(jié)構(gòu)變?yōu)棣谅菪?為探討亮氨酸拉鏈蛋白與DNA的結(jié)合機理,設(shè)計了含有GCN4亮氨酸拉鏈蛋白基區(qū)結(jié)合DNA的必需氨基酸的折疊片段,并將其克隆到Escherichia coli BL21,討論了此亮氨酸拉鏈蛋白的表達(dá)條件.在蛋白質(zhì)的小量表達(dá)試驗中,重組子Escherichia coli BL21于5 mL含有50 μg/mL氨芐青霉素和34 μg/mL氯霉素的LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對數(shù)期,加入不同濃度的IPTG,繼續(xù)培養(yǎng)以誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的表達(dá),在不同的時間( 如:誘導(dǎo)前,誘導(dǎo)2,4,6,8 h) 取樣100 μL到1.5 mL離心管中、離心收集沉淀,將沉淀懸浮于樣品緩沖液中,用10% SDS-PAGE檢測;在10 L含氨芐青霉素和氯霉素的LB液體培養(yǎng)基中進(jìn)行了大量表達(dá),根據(jù)小量表達(dá)的試驗結(jié)果確定了IPTG的濃度和誘導(dǎo)時間. 結(jié)果表明:含有這種拉鏈蛋白質(zhì)的重組子Escherichia coli BL21在37℃下小量培養(yǎng)時,0.1～0.8 mmol的 IPTG均可在2～10 h內(nèi)誘導(dǎo)該蛋白質(zhì)表達(dá); 而大量培養(yǎng)時,0.2 mmol和0.4 mmol的 IPTG在37℃均不可能誘導(dǎo)表達(dá),只在28℃時才表達(dá); 小量培養(yǎng)和大量培養(yǎng)的最佳誘導(dǎo)時間為4～6 h, 誘導(dǎo)劑 IPTG的濃度為0.2 mmol, 大量表達(dá)的溫度為28℃而不是 37℃.
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