核受体超家族(nuclear receptor superfamily)是一组配体(包括固醇类激素、维生素D、蜕化素、9-顺式和全部反式视黄酸、甲状腺激素、脂肪酸、氧化甾醇、前列腺素J2、白三烯B4、法呢醇代谢产物等)激活的转录因子家族,通过在信号分子与转录应答间建立联系,调控着细胞的生长和分化。核受体位于细胞内部,其配体是脂溶性的,可以穿过细胞膜。这些受体是转录因子,在与配体结合后可以入核调控基因的表达。
在人类,核受体家族包含48个成员,例如PPAR、FXR、LXR、VDR、RXR等。其主要包含三大类(如下):
糖皮质激素和盐皮质激素受体主要位于细胞浆,雌孕激素受体位于细胞核,而甲状腺激素和视黄酸的受体即使在静息态也结合于DNA上。
核受体家族成员的分子由A/B,C,D,E/F四大具有不同功能的结构域组成:A/B域的N端能够接受配体非依赖的顺式激活,A/B域的C端则调节了该核受体与其他家族成员的结合从而影响核受体与DNA的结合,此外还与核受体对目标DNA的选择有关;保守的C域决定了其DNA结合活性,是核受体的特征性区域,同时影响核受体对其伴侣核受体的选择;D域为一可弯曲的铰链区,带有核定位的信息,并连接C与E两区域;E/F域能够与配体结合,二聚体化并被激活,发挥转录因子的作用调控下游靶基因转录。
除配体结合外,多种许多生长因子和细胞因子信号转导级联的作用也可调节核受体活性,其中,信号转导级联会导致受体磷酸化或其他翻译后修饰,尤其是在氨基末端反式激活结构域内。例如,雌激素受体会在多个能够影响受体活性的丝氨酸残基上被磷酸化。Ser118 可以是转录调节激酶 CDK7 的底物,其中 Ser167 可被 p90RSK 和 Akt 磷酸化。Ser167 位点的磷酸化可能使乳腺癌患者产生它莫西芬耐药性。
近年来,核受体家族在代谢性疾病领域受到广泛的关注,已有研究证明,它们与糖尿病、脂肪肝等疾病的发生发展密切相关,也被称为代谢性核受体。其中,PPAR-g的激动剂噻唑烷二酮类(TZD)药物如罗格列酮能够显著改善2型糖尿病人的胰岛素敏感性。
细胞核内,核受体通过三种基本的作用模式调节基因转录:
1、核受体与其伴侣转录因子的二聚体受到其配体亲脂性小分子激活后结合至靶DNA的靶序列从而调节转录;
2、该二聚体受到配体激活后招募其他转录因子,通过其他转录因子与靶DNA的靶序列结合调节转录;
3、该二聚体受到细胞表面受体或CDK蛋白激酶的激活而与靶DNA的靶序列结合调节转录。
此外,最新研究发现核受体能够与胞浆蛋白发生相互作用,提示其可能具有转录因子之外的功能。
I 类核受体
I 类核受体也被称为类固醇受体,包括雌激素受体
、雄激素受体
、孕酮受体
、盐皮质激素受体
和糖皮质激素受体
。这个受体亚组的类固醇激素配体从各自的内分泌腺通过血流转运后与类固醇结合球蛋白结合。某种程度上,在胞质区域内结合各自的配体后,一些 I 型核受体被激活。配体受体复合体从 HSP90 上分离下来,并进入细胞核,以在某个靶标基因的启动子内同型二聚体化并结合激素应答元件。受体反式激活结构域负责启动子内与共激活因子的相互作用,如乙酰基转移酶类和通用转录分子组,进而导致转录激活。
IIa 类核受体
IIa 类非类固醇核受体包括甲状腺激素受体(TRα 和 TRβ)
、维甲酸受体(RARα、β 和 γ)
、维生素 D 受体 (VDR)
以及过氧化物酶体增殖剂激活受体(PPARα、β 和 γ)
。该家族的成员可异质二聚体化类视黄醇 X 受体 (RXR)。在结合配体前,受体异二聚体在胞核作为与组蛋白脱乙酰酶 (HDAC) 和其他共抑制因子形成的复合体的一部分,该复合体可将靶标 DNA 限制在一个紧密缠绕的构象内,以防暴露在反式激活因子下。 配体结合会导致共抑制因子分离、染色质抑制以及转录激活。
IIb 类核受体
孤儿核受体是内源性配体尚未被确定的核受体。结构研究表明部分孤儿受体不结合配体。这类核受体包括小异二聚体伴侣 (SHP)、反方向 c-ErbA(Rev-Erbα 和 β)、睾丸受体 2 和 4(TR2 和 4)、无尾式同源性孤儿受体 (TLX)、光受体特异性 NR (PNR)、鸡卵清白蛋白上游启动子转录因子 1 和 2(COUP-TF1 和 2)、Nur77、Nur 相关蛋白 1 (NURR1)、神经元派生孤儿受体 1 (NOR1)、雌性激素相关受体(ERR α、 β 和 γ)以及生殖细胞核因子 (GCNF)。多数这类受体可通过以单体或同型二聚体的形式结合各自的靶 DNA 片段和募集染色质修饰共激活因子以及转录分子组的方式来调节转录过程。Nur77 和 NURR1 还可异二聚体化 RXR,这些异二聚体能够对 RXR 配体产生反应,进而调节转录。
参考来源:
核受体
细胞生物学-核受体与信号通路