非组蛋白的结构模式

虽然非组蛋白种类众多，但是根据它们与DNA结合的结构域不同，可分为不同的家族。

①α螺旋-转角-α螺旋模式（helix - turn - helix motif）

这是最早在原核基因的激活蛋白和阻抑物中发现的。迄今已经在百种以上原核细胞和真核生物中发现这种最简单、最普遍的DNA结合蛋白的结构模式。这种蛋白与DNA结合时，形成对称的同型二聚体（symmetric homodimer）结构模式。构成同型二聚体的每个单体由20个氨基酸的小肽组成α螺旋-转角-α螺旋结构，两个α螺旋相互连接构成β转角，其中羧基端的α螺旋为识别螺旋（recognition helix），负责识别DNA大沟的特异碱基信息，另一个α螺旋没有碱基特异性，与DNA磷酸戊糖链骨架接触。这种蛋白在与DNA特异结合时，以二聚体形式发挥作用，结合靠蛋白质的氨基酸侧链与特异碱基对之间形成氢键。

②锌指模式（zinc finger motif）

负责 5S RNA、tRNA 和部分 snRNA 基因转录的RNA聚合酶Ⅲ所必须的转录因子。TFⅢ A 是首先被发现的锌指蛋白，由344个氨基酸组成。TFⅢ A 含有9个有规律的锌指重复单位，每个单位30个氨基酸残基，其中一对半胱氨酸和一对组氨酸与Zn2+形成配位键。每个锌指单位是一个DNA结合结构域（DNA-binding domain），每个锌指的 C 末端形成α螺旋负责与DNA结合。这类Cys2/His2锌指单位的共有序列（consensus sequence）是：Cys - X2~4 - Cys - X3 - Leu - X2 - His - X3 - His。哺乳类转录因子 SP1 也有类似的锌指结构，由三个锌指单位组成。另一类锌指蛋白含两对半胱氨酸，而不含组氨酸，如哺乳类细胞的甾体类激素受体蛋白。这类Cys2/Cys2锌指单位的结合Zn2+的共有序列是：Cys - X2 - Cys - X13- Cys - X2- Cys。不同的锌指识别不同的碱基序列，因为不同锌指的氨基酸组成不一样。

③亮氨酸拉链模式（leucine zipper motif，ZIP）

在构建转录复合物过程中，普遍涉及蛋白与蛋白之间的相互作用，形成二聚体是识别特异DNA序列蛋白的相互作用的共同原则，亮氨酸拉链就是富含Leu残基的一段氨基酸序列所组成的二聚化结构。这类序列特异性DNA结合蛋白家族，包括酵母的转录激活因子（GCN4）、癌蛋白Jun、Fos、Myc以及增强子结合蛋白（enhancer binding protein，C/EBP）等。所有这些蛋白的肽链羧基端约35个氨基酸残基有形成α螺旋的特点，每两圈（7个氨基酸残基）有一个亮氨酸残基。这样，在α螺旋一侧的Leu排成一排，两个蛋白质分子的α - 螺旋之间靠Leu残基之间的疏水作用力形成一条拉链状结构。这类蛋白与DNA的特异结合都是以二聚体形式起作用的，但与DNA结合的结构域是拉链区相邻的肽链 N 端带正电荷的碱性氨基酸区。

④螺旋-环-螺旋结构模式（helix - loop - helix motif，HLH）

HLH这一结构模式广泛存在于动、植物DNA结合蛋白中。HLH由40~50个氨基酸组成两个两性α螺旋，两个α螺旋中间被一个或几个β转角组成的环区所分开。每个α螺旋由15~16个氨基酸残基组成，并含有几个保守的氨基酸残基。具有疏水面和亲水面的两性α螺旋有助于二聚体的形成。α螺旋邻近的肽链 N 端也有带正电荷的碱性氨基酸区与靶DNA大沟结合。具有螺旋-环-螺旋结构的蛋白家族成员之间形成同源或异源二聚体是这类蛋白与DNA结合的必要条件，缺失α螺旋的二聚体不能牢固结合DNA。

⑤HMG框结构模式（HMG-box motif）

在发现一组丰富的高速泳动族蛋白（high mobility group protein）以后，首先命名HMG框结构模式。该结构由3个α螺旋组成 boomerang-shaped 结构模式，具有弯曲DNA的能力。因此，具有HMG框结构的转录因子又称为“构件因子（architectural factor）”，它们通过弯曲DNA、促进与邻近位点相结合的其他转录因子的相互作用而激活转录。SRY是一种HMG蛋白，在人类男性性别分化中具有关键作用，HMG蛋白由Y染色体上一个基因编码，在诱导睾丸分化途径中一些相关基因的转录活性被HMG蛋白所激活。