МЕСТО СВЯЗЫВАНИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДНОГО РЕЦЕПТОРА НА ДНК И СТРУКТУРНЫЕ ВАРИАНТЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ РЕГУЛЯТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ: ДАННЫЕ, СОБРАННЫЕ В БАЗЕ GR-TRRD


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В разделе GR-TRRd базы данных TRRd собрана самая большая из опубликованных на настоящий момент выборок нуклеотидных последовательностей, для которых имеются экспериментальные доказательства связывания с рецептором глюкокортикоидных гормонов (гр).Выборка насчитывает 160 мест связывания гр из генов позвоночных животных, контролируемых глюкокортикоидами. Анализ выборки показал, что структура лишь половины мест связывания рецептора (54 %) соответствует традиционным представлениям об организации элемента глюкокортикоидной регуляции (GRE) как инвертированного повтора гексануклеотида TGTTCT. 40 % мест связывания гр содержат только гексануклеотид, при этом для большей части таких «полусайтов» имеются данные об участии в глюкокортикоидной регуляции. в результате увеличения выборки мест связывания гр уточнен консенсус сайтов, организованных в виде инвертированного повтора. На основании анализа данных литературы предлагаются несколько возможных механизмов участия неканонических мест связывания рецептора, содержащих гексануклеотидные «полусайты», в глюкокортикоидной индукции. Работа выполнена при частичной поддержке Программы РАН по физико-химической биологии (10.4).

Об авторах

Василий Михайлович Меркулов

Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Новосибирская область, РФ

Татьяна Ивановна Меркулова

Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Новосибирская область, РФ

Email: merkti@niboch.nsc.ru

Список литературы

  1. Меркулова Т.И., Меркулов В.М., Митина Р.Л. Механизмы глюкокортикоидной регуляции и регуляторные зоны генов, контролируемых глюкокортикоидами: описание в базе данных TRRD/Меркулова Т.И., Меркулов В.М., Митина Р.Л.//Молекуляр. биология. -1997. -Т. 31. -С. 714-725.
  2. Регуляция транскрипции генов эукариот: описание в базе данных TRRD/Колчанов Н.А., Подколодная О.А., Ананько Е.А. [и др.]//Молекуляр. биология. -2001. -Т. 35. -С. 934-942.
  3. Смирнов А.Н. Ядерные рецепторы: номенклатура, лиганды, механизмы влияния на экспрессию генов Смирнов А.Н.//Биохимия. -2002. -Т. 67. -С. 1157-1181.
  4. Adams M. Homodimerization of glucocorticoid receptor is not essential for response element binding: activation of phenylethanolamine N-methyltransferase gene by dimerization-defective mutants/Adams M., Meijer O.C., Wang J. [et al.]//Mol. Endocrinol. -2003. -Vol. 17. -P. 2583-2592.
  5. Alroy I. DNA binding analysis of glucocorticoid receptor specificity mutants/Alroy I., Freedman L.P.//Nucleic Acids Res. -1992. -Vol. 20. -P. 1045-1052.
  6. Aranda A. Nuclear hormone receptors and gene expression/Aranda A., Pascual A.//Phisiol. Rev. -2001. -Vol. 81. -P. 1269-1304.
  7. Argentin S. Distal cis-acting promoter sequences mediate glucocorticoid stimulation of cardiac atrial natriuretic factor gene transcription/Argentin S., Sun Y.L., Lihrmann I. [et al.]//J. Biol. Chem. -1991. -Vol. 226. -P. 23315-23322.
  8. Beato M. DNA regulatory elements for steroid hormones/Beato M., Chalepakis G., Schauer M., Slater E.P.//J. Steroid Biochem. -1989. -Vol. 32. -P. 737-748.
  9. Bledsoe R.K. Crystal structure of glucocorticoid receptor ligand binding domain reveals a novel mode of receptor dimerization and copactivator recognition/Bledsoe R.K., Montana V.G., Stanley T.B. [et al.]//Cell. -2002. -Vol. 110. -P. 93-105.
  10. Buetti E. Distinct sequence elements involved in glucocorticoid regulation of mouse mammary tumor virus promoter identified by linker scanning mutagenesis/Buetti E., Kuhnel B.//J. Mol. Biol. -1986. -Vol. 190. -P. 379-389.
  11. Chalepakis G. Efficient binding of glucocorticoid receptor to its responsive element requires a dimmer and DNA flanking sequences/Chalepakis G., Schauer M., Cao X., Beato M.//DNA and Cell Biol. -1990. -Vol. 9. -P. 355-368.
  12. Dahlman-Wright K. Interaction of the glucocorticoid receptor DNA-binding domain with DNA as a dimer is mediated by a short segment of five amino acids Dahlman-Wright K., Wright A., Gustafsson J.A., Carlstedt-Duke J.//J. Biol. Chem. -1991. -Vol. 226. -P. 3107-3112.
  13. Drouin J. Homodimer formation is rate-limiting for high affinity DNA binding by glucocorticoid-receptor/Drouin J., Sun Y.L., Tremblay S. [et al.]//Mol. Endocrinol. -1992. -Vol. 6. -P. 1299-1309.
  14. Duanmu Z. Transcriptional regulation of rat hepatic aryl sulfotransferase (SULT1A1) gene expression by glucocorticoids/Duanmu Z., Kocarek T.A., RungeMorris M.//Drug Metab. Dispos. -2001. -Vol. 29. -P. 1130-1135.
  15. Giguere V. Orphan nuclear receptors: from gene to function/Giguere V.//Endocrine Rev. -1999. -Vol. 20. -P. 689-725.
  16. Gustafsson J.A. Steroids and scientist/Gustafsson J.A.//Mol. Endocrinol. -2005. -Vol. 19. -P. 1412-1417.
  17. Hagerty T. Identification of a glucocorticoid-responsive element in the promoter region of the mouse tyrosine hydroxylase gene/Hagerty T., Morgan W.W. [et al.]//J. Neurochem. -2001. -Vol. 76. -P. 825-834.
  18. Hard T. Cooperativity and specificity in the interactions between DNA and the glucocorticoid receptor DNAbinding domain/Hard T., Dahlman K., CarlstedtDuke J. [et al.]//Biochemistry. -1992. -Vol. 29. -P. 5358-5364.
  19. Hierholzer K. Metabolism of cortical steroid hormones and their general mode of action/Hierholzer K., Buhler H., Eds. Greger R., Windhorst U.//Comprehensive human physiology. -Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1996. -P. 79-93.
  20. Hovring P.I. Transcription of the human thyrotropinreleasing hormone receptor gene -Analysis of basal promoter elements and glucocorticoids response elements/Hovring P.I., Matre V., Fjeldheim A.K. [et al.]//Biochem. Biophys. Res. Commun. -1999. -Vol. 257. -P. 829-834.
  21. Jantzen H.M. Cooperativity glucocorticoid responsve element located far upstream of tyrosine aminotransferase gene/Jantzen H.M., Strahle U., Gloss B. [et al.]//Cell. -1987. -Vol. 49. -P. 29-38.
  22. Karin M. Characterisation of DNA sequences through which cadmium and glucocorticoid hormones induce human metallothionein IIA gene/Karin M., Haslinger H., Holtgreve H. [et al.]//Nature. -1984. -Vol. 308. -P. 513-519.
  23. Khorasanizadeh S. Nuclear-receptor interactions on DNA-response elements/Khorasanizadeh S., Rastinejad F.//Trends in Biochem. Sci. -2001. -Vol. 26. -P. 384-390.
  24. Kolchanov N.A. Transcription Regulatory Regions Database (TRRD): its status in 1999/Kolchanov N.A., Ananko E.A., Podkolodnaya O.A. [et al.]//Nucleic Acids Res. -1999. -Vol. 27. -P. 303-306.
  25. Kolchanov N.A. Transcription Regulatory Regions Database (TRRD): its status in 2002/Kolchanov N.A., Ignatieva E.V., Ananko E.A. [et al.]//Nucleic Acids Res. -2002. -Vol. 30. -P. 312-317.
  26. Kumar R. The structure of nuclear hormone receptors Kumar R., Thompson E.B.//Steroids. -1999. -Vol. 64. -P. 310-319.
  27. Liu W. Steroid receptor transcriptional synergy is potentiated by disruption of the DNA-binding domain interface/Liu W., Wang J., Yu G., Pearce D.//Mol. Endocrinol. -1996. -Vol. 10. -P. 1399-1406.
  28. Mangelsdorf D.J. The nuclear receptor superfamily: the second decade/Mangelsdorf D.J., Thummel C., Beato M. [et al.]//Cell. -1995. -Vol. 83. -P. 835-839.
  29. Miksicek R. Glucocorticoid responsiveness of the transcriptional enhancer of moloney murine sarcoma virus/Miksicek R., Heber A., Schmid W. [et al.]//Cell. -1986. -Vol. 46. -P. 283-290.
  30. Morin B. Heterodimerization between the glucocorticoid receptor and unrelated DNA-binding protein Xenopus glucocorticoid receptor accessory factor/Morin B., Woodcock G.R., Nichols L.A., Holland L.J.//Mol. Endocrinol. -2001. -Vol. 15. -P. 458-466.
  31. Mullick J. Physical interaction and functional synergy between glucocorticoid receptor and Ets2 proteins for transcription activation of the rat cytochrome P-450c27 promoter/Mullick J., Anandatheerthavarada H.K., Amuthant G. [et al.]//J. Biol. Chem. -2001. -Vol. 276. -P. 18007-18017.
  32. Nordeen S.K. Structural determinants of a glucocorticoid receptor recognition element/Nordeen S.K., Suh B.J., Kuhnel B., Hutchinson C.A.//Mol. Endocrinol. -1990. -Vol. 4. -P. 1866-1873.
  33. Payvar F. Purified glucocorticoid receptors bind selectively in vitro to a cloned DNA fragment whose transcription is regulated by glucocorticoids in vivo Payvar F., Wrange O., Carlstedt-Duke J. [et al.]//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1981. -Vol. 78. -P. 6628-6632.
  34. Payvar F. Sequence-specific binding of glucocorticoid receptor to MMTV DNA at sites within and upstream of transcribed region/Payvar F., De Franco D., Firestone G.L. [et al.]//Cell. -1983. -Vol. 35. -P. 381-392.
  35. Perlmann T. Quantitative analysis of glucocorticoid receptor-DNA interaction at the mouse mammary tumor virus glucocorticoid response element/Perlmann T., Eriksson P., Wrange O.//J. Biol. Chem. -1990. -Vol. 256. -P. 17222-17229.
  36. Reichardt H.M. Glucocorticoid signalling-multiple variations of a common theme/Reichardt H.M., Schutz G.//Mol. Cell. Endocrinol. -1998. -Vol. 146. -P. 1-6.
  37. Renkawitz R. Sequence in the promoter region of the chicken lysozyme gene required for steroid regulation and receptor binding/Renkawitz R., Schutz G., von der Ahe D., Beato M.//Cell. -1984. -Vol. 37. -P. 503-510.
  38. Rhodes C. Characterization of glucocorticoid responsive element and identification of an AT-rich element that regulate the link protein gene/Rhodes C., Yamada Y.//Nucleic Acids Res. -1995. -Vol. 23. -P. 2305-2313.
  39. Rogatsky I. Target-specific utilization of regulatory surfaces of the glucocorticoid receptor/Rogatsky I., Wang J-C., Derynck M.K. [et al.]//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -2003. -Vol. 100. -P. 13845-13850.
  40. Rozansky D.J. Glucocorticoid activation of chromogranin A gene expression/Rozansky D.J., Wu H., Tang K. [et al.]//J. Clin. Invest. -1994. -Vol. 94. -P. 2357-2368.
  41. Scheidereit C. Contacts between receptor and DNA double helix within a glucocorticoid regulatory element of mouse mammary tumor/Scheidereit C., Beato M.//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1984. -Vol. 81. -P. 3029-3034.
  42. Schoneveld O.J. Mechanisms of glucocorticoid signaling/Schoneveld O.J., Gaemers I.C., Lamers W.H.//Biochem. Biophys. Acta. -2004. -Vol. 1680. -P. 114-128.
  43. Segard-Maurel I. Glucocorticosteroid receptor dimerization investigated by analysis of receptor binding to glucocorticosteroid responsive elements using a monomer-dimer equilibrium model/Segard-Maurel I., Rajkowski K., Jibard N. [et al.]//Biochemisrty. -1996. -Vol. 35. -P. 1634-1642.
  44. Semsey S. A gamut of loops: meandering DNA/Semsey S., Virnik K., Adhya S.//Trends Biochem. Sci. -2005. -Vol. 30. -P. 334-341.
  45. Slater E.P. Glucocorticoid receptor binding and activation of a heterologous promoter by the first intron of human growth hormone gene/Slater E.P., Rabenau O., Karin M.[et al.]//Mol. Cell. Biol. -1985. -Vol. 5. -P. 2984-2992.
  46. Slater E.P. Glucocorticoid receptor binding site in the mouse alpha-amylase 2 gene mediates response to the hormone/Slater E. P, Hesse H., Muller J.M., Beato M.//Mol. Endocrinol. -1993. -Vol. 7. -P. 907-914.
  47. Stockner T. Molecular dynamics studies of molecular switch of glucocorticoid receptor/Stockner T., Sterk H., Kaptein R., Bonvin A.M.//J. Mol. Biol. -2003. -Vol. 328. -P. 325-334.
  48. Strahle U. Sinergistic action of the glucocorticoid receptor with transcription factors/Strahle U., Schmid W., Schutz G.//EMBO J. -1988. -Vol. 7. -P. 3389-3395.
  49. Van Tilborg M.A.A. Mutations in the glucocorticoid receptor DNA-binding domain mimic an allosteric effect of DNA/Van Tilborg M.A. A., Lefstin J.A., Kruiscamp M. [et al.]//J. Mol. Biol. -2000. -Vol. 301. -P. 947-958.
  50. Tsai S.Y. Molecular interactions of steroid hormone receptor with its enhancer element: evidence of receptor dimer formation/Tsai S.Y., Carlstedt-Duke J., Weigel N. [et al.]//Cell. -1988. -Vol. 55. -P. 361-369.
  51. Tseng Y.T. A novel glucocorticoid regulatory unit mediates the hormone resposiveness of the beta1adrenergic receptor gene/Tseng Y.T., Stabila J.P., Nguyen T.T. [et al.]//Mol. Cell. Endocrinol. -2001. -Vol. 181. -P. 165-178.
  52. Truss M., Beato M. Steroid hormone receptors: interaction with deoxyribo-nucleic acids and transcription factors Truss M., Beato M.//Endocrine Rev. -1993. -Vol. 14. -P. 459-478.
  53. Vander Kooi B.T. The glucose-6-phosphatase catalytic subunit gene promoter contains both positive and negative glucocorticoid response elements/Vander Kooi B.T., Onuma H. [et al.]//Mol. Endocrinol. -2005. -Vol. 19. -P. 3001-3022.
  54. Wang J-C. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) scanning identified primary glucocorticoid receptor target genes/Wang J-C., Derynck M.K., Nonaka D.F. [et al.]//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -2004. -Vol. 101. -P. 15603-15608.
  55. Wilson T.E. The orphan nuclear receptor NGF1-B regulates expression of the gene encoding steroid 21hydrolase/Wilson T.E., Mouw A.R., Weaver C.A. [et al.]//Mol. Cell. Biol. -2003. -Vol. 13. -P. 861-868.
  56. Wrange O. Purification of the glucocorticoid receptor from rat liver cytosol/Wrange O., Carlstedt-Duke J., Gustaffson J.-A.//J. Biol. Chem. -1979. -Vol. 254. -P. 9284-9290.

© Меркулов В.М., Меркулова Т.И., 2006

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах