1. Αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων

Transcript

1 1. Αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων Το αντικείμενο των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των βιομορίων καλύπτει ένα τεράστιο σύνολο περιπτώσεων με αποτελέσματα από βιολογικές, βιοχημικές και βιοφυσικές μελέτες που δεν είναι δυνατόν να καλυφθεί πλήρως. Έτσι το κεφάλαιο που ακολουθεί θα εστιαστεί σε μερικές περιπτώσεις αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών και μεταξύ πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων.

2 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων Αρχικά θα αναπτυχθούν μερικές κατηγορίες αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών και οι δομικές ενότητες που συμμετέχουν σε αυτές, κυρίως όμο- και έτερο- ολιγομερή. Κατόπιν θα συζητηθούν οι δομικές ενότητες που συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων.

3 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πρωτεϊνών συμβαίνουν σε κάθε επίπεδο λειτουργίας του κυττάρου, των ενδοκυττάριων οργανιδίων, τον μεταφορικό μηχανισμό διαφόρων βιολογικών μεμβρανών, την οργάνωση της χρωματίνης, τα μυϊκά κύτταρα, την μεταβίβαση σήματος, την ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, και άλλα. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ πρωτεϊνών εμπλέκονται και σε νευρολογικές ανωμαλίες όπως η ασθένειες Creutzfeld-Jacob και Alzheimer.

4 Η επιλεκτικότητα και η ενίσχυση της μεταβίβασης σήματος εξαρτάται από την ακριβή αμινοξική ακολουθία των δομικών ενοτήτων που συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση, και ο κύριος στόχος μελέτης είναι η σχέση μεταξύ ακολουθίας, στερεοδομής, δυναμικής ενέργειας του συστήματος και λειτουργίας. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος απαιτείται ο δομικός χαρακτηρισμός των ενοτήτων, η θέση τους στην πρωτεΐνη που ανήκουν και στα σύμπλοκα των πρωτεϊνών που δημιουργούνται από την αλληλεπίδραση.

5 Η κατανόηση της επιλεκτικότητας σε αυτά τα συστήματα απαιτεί πολλές και προσεκτικές συγκριτικές μελέτες συγγενών συστημάτων ή ενοτήτων με μεταλλάξεις για να διερευνηθούν οι ενεργειακές ιδιότητες που συνδέονται με την συγκεκριμένη πρωτεϊνική ακολουθία και στερεοδομή. Αλλαγές της τάξης του 1kcal/mol στην ενέργεια αλληλεπίδρασης μεταξύ των πρωτεϊνών μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές διαφορές στην λειτουργικότητα του συμπλόκου.

6 . Κατηγορίες αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών Ομο-ολιγομερισμός Ένας μεγάλος αριθμός ενζύμων, πρωτεϊνών μεταφοράς, παραγόντων ρύθμισης της μεταγραφής κλπ. δρουν ως ομο-ολιγομερή, δηλαδή η τεταρτοταγής δομή της πρωτεΐνης αποτελείται από δύο ή περισσότερες ομόλογες (ή όμοιες) αλυσίδες. Η ενσωμάτωση μη ομοιοπολικών αλληλεπιδράσεων στο επίπεδο της τεταρτοταγούς δομής προσφέρει πλεονεκτήματα, σε σχέση με λειτουργικές μονάδες που αποτελούνται από μία πολυπεπτιδική αλυσίδα, όσον αφορά τις πιθανότητες ρύθμισης.

7 Το τετραμερές της αιμοσφαιρίνης αποτελείται από 2 άλφα και 2 βήτα υπομονάδες), που επιδεικνύουν υψηλή ομολογία στις αμινοξικές τους ακολουθίες. Eίναι το κλασσικό παράδειγμα αλλοστερισμού και συνεργασίας στην δέσμευση υποστρώματος από ολιγομερείς πρωτεΐνες. 2. Η αιμοσφαιρίνη

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19 Αναπαράσταση των καμπυλών δέσμευσης οξυγόνου για την αιμοσφαιρίνη (ΗΒ) και την μυοσφαιρίνη (ΜΒ). Αυτό που είναι φανερό από αυτές τις καμπύλες είναι ότι η συγγένεια της μυοσφαιρίνης για το οξυγόνο είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή της αιμοσφαιρίνης ανεξαρτήτως ph. Επιπλέον η καμπύλη πρόσδεσης του οξυγόνου στην μυοσφαιρίνη είναι μία απλή υπερβολική καμπύλη ενώ της αιμοσφαιρίνης σιγμοειδής. Είναι επίσης γνωστό ότι η δέσμευση οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη έχει ως αποτέλεσμα την μείωση της συγγένειας μεταξύ των δύο αβ διμερών.

20

21 Αλλοστερισμός Εκτός από τις ιδιότητες συνέργιας που περιγράφονται στην προηγούμενη παράγραφο η δέσμευση του οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη βρίσκεται και κάτω από τον αλλοστερικό έλεγχο των πρωτονίων και των οργανικών φωσφορικών ενώσεων (όπως διφωσφορογλυκερόλη DPG και άλλα). Η δέσμευση πρωτονίων σε συγκεκριμένα σημεία της επιφάνειας διεπαφής μεταξύ υπομονάδων οδηγεί σε μία αύξηση των περιορισμών της δέσμευσης οξυγόνου. Αυτό το φαινόμενο Bohr είναι σημαντικό για την φυσιολογία της λειτουργίας της μεταφοράς του οξυγόνου επειδή επιτρέπει την απελευθέρωση του οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη προς την μυοσφαιρίνη στο όξινο περιβάλλον των μυϊκών ιστών όπου η παρουσία γαλακτικού οξέως και διοξειδίου του άνθρακα μειώνει το ph. Η μετακίνηση σε μεγάλα ύψη (δηλ. χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση) έχει ως επακόλουθο την αύξηση της παραγωγής DPG που δεσμεύεται σε ένα άλλο σημείο της επιφάνειας διεπαφής μεταξύ των δύο β- υπομονάδων και ελαττώνει την συγγένεια της αιμοσφαιρίνης για οξυγόνο με αποτέλεσμα μία περισσότερο αποτελεσματική απελευθέρωση οξυγόνου στους ιστούς. Έτσι η συγκεκριμένη αμινοξική ακολουθία δεν κωδικοποιεί μόνο την στερεοδομή των υπομονάδων της πρωτεΐνης αλλά και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των, που προσφέρουν τους ενεργειακούς συνδέσμους μεταξύ συγγένειας των υπομονάδων και δέσμευσης του υποστρώματος.

22 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ, ΠΕΚ 2014

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40 3. ΕΝΖΥΜΑ

41

42 Τα ένζυμα επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Η ενέργεια ενεργοποίησης είναι υψηλότερη για μία μη καταλυόμενη αντίδραση (a) απ ό,τι για την ίδια αντίδραση καταλυόμενη από ένζυμο (b). Και οι δύο αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα μέσω μιας ή περισσότερων μεταβατικών καταστάσεων, ST. Στο (a) φαίνεται μόνο μία μεταβατική κατάσταση, ενώ στο (b) οι δύο κορυφές αντιπροσωπεύουν δύο διαφορετικές μεταβατικές καταστάσεις. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

43 Ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες στην ενζυμική κατάλυση είναι η ικανότητα του ενζύμου να προσδένει τη μεταβατική κατάσταση του υποστρώματος με μεγαλύτερη συγγένεια απ ό,τι τη θεμελιώδη του κατάσταση. Η διαφορά της ενέργειας πρόσδεσης μεταξύ αυτών των καταστάσεων ελαττώνει την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης. Αυτό παρουσιάζεται με διαγράμματα ενέργειας για ένα ένζυμο στην άγριου τύπου μορφή του (a), για ένα μετάλλαγμα που σταθεροποιεί το υπόστρωμα στη μεταβατική του κατάσταση και ως εκ τούτου μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης από το σύμπλοκο ES στη μεταβατική κατάσταση EST, δίνοντας με αυτόν τον τρόπο υψηλότερες ταχύτητες (b), και για ένα μετάλλαγμα το οποίο σταθεροποιεί το υπόστρωμα στη θεμελιώδη του κατάσταση, δίνοντας έτσι χαμηλότερες ταχύτητες. (Προσαρμοσμένη από τον Α. Fersht, Enzyme Structure and Mechanism, 2nd ed., pp New York: W. H. Freeman, 1984.) Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

44 Συνάφεια και Εξειδίκευση Εξειδίκευση ενός μορίου (specificity) μπορεί να θεωρηθεί η ικανότητα ενός μορίου να αναγνωρίζει ή να αλληλεπιδρά με κάποιο άλλο από μία ομάδα μορίων. Για παράδειγμα μία φαρμακευτική ουσία αλληλεπιδρά με ένα υποδοχέα καλλίτερα από μία ομάδα παραγώγων χημικών ενώσεων ή ένα αντίσωμα αναγνωρίζει ένα αντιγόνο από όλα τα αντισώματα που υπάρχουν στον οργανισμό. Συνάφεια (affinity) ονομάζουμε την δυνατότητα δύο μορίων να αναγνωρίζονται και να αλληλεπιδρούν. 44

45 Σταθερές σύνδεσης και αποχωρισμού. Η συνάφεια μεταξύ δύο βιομορίων Ρ και Α μετρείται από την σταθερά σύνδεσης για την αντίδραση αλληλεπίδρασης στην ισορροπία: Όσο μεγαλύτερη είναι η η τιμή της σταθεράς σύνδεσης τόσο μεγαλύτερη είναι η συνάφεια μεταξύ των δύο μορίων. 45

46 Σταθερά αποχωρισμού Σταθερά αποχωρισμού είναι η αντίστροφη της σταθεράς σύνδεσης και εκφράζεται σε μονάδες συγκέντρωσης. Σε συγκεντρώσεις του υποστρώματος κάτω από την Kd δεν υπάρχει αντίδραση σύνδεσης. Σε συγκεντρώσεις ίσες με Kd το 50% των βιομορίων έχουν συνδεθεί με το υπόστρωμα. Εάν [Α]=1 και [Β] =1, [ΑΒ]=10 ( Ένα στα δέκα αποχωρίζεται) τότε K d =10-1, [ΑΒ]=10 3 ( Ένα στα χίλια αποχωρίζεται) τότε K d =10-3 (mμ), [AB]=10 6 ( Ένα στο εκατομμύριο αποχ.) τότε K d =10-6 (μμ). Πολλές αλληλεπιδράσεις που δεν είναι πολύ εξειδικευμένες έχουν Kd στην περιοχή των mm (π.χ. πολλές μη εξειδικευμένες αλληλεπιδράσεις πρωτεινών- DNA) ενώ ένα φάρμακο χωρίς παρενέργειες θα έχει ως προς τον υποδοχέα που προσδένεται Kd στην περιοχή των μμ. 46

47 Εξιδείκευση της δέσμευσης Η υπεροχή της δέσμευσης ενός βιομορίου-υποστρώματος από μία πρωτεΐνη έναντι ενός άλλου στον ίδιο χώρο δέσμευσης εξαρτάται από την σχετική τους συνάφεια. Εάν τα δύο βιομόρια βρίσκονται στην ίδια συγκέντρωση (π.χ Μ) αλλά έχουν διαφορετικά Kd (π.χ Μ και 10-6 Μ) τότε μόνο το βιομόριο με την χαμηλότερη Kd θα δεσμεύεται σημαντικά. Αν και τα δύο βιομόρια βρίσκονται σε συγκέντρωση 10-2 τότε το βιομόριο με την μεγαλύτερη συνάφεια θα δεσμεύεται σε μεγαλύτερο ποσοστό. 47

48 Ενέργεια σύνδεσης Η ενέργεια σύνδεσης δίνεται από τον παραπάνω τύπο όπου R= 8 Joule Κ -1 mol -1 Έτσι για Τ=300 και Κ α =10 6 ΔG=-331 kjmol ΔG310 kjmol Κα Για σύγκριση: η θερμική ενέργεια 2.5 KJmol -1 αντιστοιχεί σε Κα=0.37 η ενέργεια ενός απλού δεσμού -400KJmol-1 αντιστοιχεί σε Κα=

49 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ, ΠΕΚ 2014

50 Διαφορά ελεύθερης ενέργειας Η διαφορά της ελεύθερης ενέργειας μεταξύ της πρωτεΐνης χωρίς υπόστρωμα και της πρωτεΐνης με υπόστρωμα δίνεται ως συνάρτηση της συγκέντρωσης του ελεύθερου υποστρώματος: 50

51 Η σχέση συγγένειας και εξειδίκευσης Η ελεύθερη ενέργεια του συμπλόκου ορίζεται : G0 = ΔG01 + ΔG02 + ΔG03 <0 >0 <0 >0 η εντροπία της η ενέργεια η ενέργεια συμπλοκοποίησης αλληλεπίδρασης παραμόρφωσης Η σύνδεση συγγένειας και εξειδίκευσης δεν μπορεί να ορισθεί ποσοτικά. Μία υψηλή συγγένεια επιτρέπει μεγαλύτερες διαφοροποιήσεις στον βαθμό συγγένειας και με αυτό τον τρόπο σύνδεση συγγένειας και εξειδίκευσης. Ο ενεργειακός όρος που συμμετέχει περισσότερο στην εξειδίκευση είναι ο ΔG02 δηλαδή ο όρος αλληλεπίδρασης. 51

52 Σχετικές συνάφειες Η σχετική συνάφεια δύο συγγενών υποστρωμάτων Α και Β για την ίδια πρωτεΐνη μπορεί να υπολογιστεί από τον τύπο: που συνδέει την διαφορά της ελεύθερης ενέργειας σύνδεσης με τις σταθερές σύνδεσης και αποχωρισμού. 52

53 Η συνάφεια σε σύνθετες αλληλεπιδράσεις Δεν υπάρχει μία αθροιστική σχέση μεταξύ της ενέργειας σύνδεσης και των σταθερών σύνδεσης και αποχωρισμού. 53

54 Η μη αθροιστική φύση της συνάφειας Ο λόγος της μη αθροιστικής φύσης των σταθερών συνάφειας φαίνεται αν αναλύσουμε την αντίδραση σε δύο μέρη. 54

55 Έτσι η συμβολή στην ελεύθερη ενέργεια σύνδεσης του ατόμου θείου στη βιοτίνη μπορεί να υπολογιστεί από τις σχετικές συγγένειες των δύο πρώτων βιομορίων που συνδέονται στην αβιδίνη. 55

56 Κινητικά στοιχεία της αναγνώρισης Ο ρυθμός δέσμευσης και αποδέσμευσης ενός υποστρώματος ορίζεται από τις ανάλογες σταθερές: Ο λόγος τους ορίζει την σταθερά σύνδεσης Η ka δίνει ένα μέτρο του μοριακού βάρους του υποστρώματος και διαφοροποιείται πολύ λίγο μεταξύ συστημάτων παρεμφερούς μοριακού βάρους. Ο χρόνος ημιζωής του συμπλόκου δίνεται από το τύπο: t1/2= 0.7/kd Παράδειγμα: Η αλλαγή του ph από 7.5 σε 4 για ένα αντίσωμα τροποποιεί την σταθερά σύνδεσης Κα από 1.8*10 9 Μ -1 σε 6*10 5 Μ -1. Η αλλαγή κατά 3000 στην Κα οφείλεται στο ότι η ka μειώνεται κατά 1.7 και η kd αυξάνει κατά

57 Γραφική παράσταση της ταχύτητας της αντίδρασης ως συνάρτηση της συγκέντρωσης του υποστρώματος για μία αντίδραση που καταλύεται από ένζυμο. Vmax είναι η μέγιστη ταχύτητα. Η σταθερά Michaelis, Km, είναι η συγκέντρωση του υποστρώματος όταν η ταχύτητα είναι ίση με το ήμισυ της Vmax. Η ταχύτητα v συνδέεται με τη συγκέντρωση του υποστρώματος [S] μέσω της σχέσης Michaelis- Menten: V = Vmax X [S] Km + [S] Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

58 4. Παράδειγμα Λειτουργίας Ενζύμου Οι πρωτεάσες της σερίνης (τρυψίνη, χυμοτρυψίνη, ελαστάση κλπ. είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα μοριακής αναγνώρισης. 58

59 Οι πρωτεάσες σερίνης καταλύουν την υδρόλυση πεπτιδικών δεσμών μέσα σε μία πολυπεπτιδική αλυσίδα. Τα (RA)x και (RB)y αντιπροσωπεύουν πολυπεπτιδικές αλυσίδες διαφόρων μεγεθών. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

60 Εικόνα 11.8 Τοπολογικό διάγραμμα της δομικής επικράτειας της χυμοθρυψίνης. Η αλυσίδα αναδιπλώνεται σε ένα αντιπαράλληλο β-βαρέλι έξι κλώνων που διευθετούνται σε ένα μοτίβο του τύπου Ελληνικό κλειδί ακολουθούμενο από ένα μοτίβο φουρκέτας. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

61 Εικόνα Τοπολογικό διάγραμμα των δύο επικρατειών της χυμοθρυψίνης. Τα κατάλοιπα που είναι σημαντικά για το ενεργό κέντρο ανήκουν στους ίδιους δύο βρόχους (3-4 και 5-6, που φαίνονται με κόκκινο χρώμα) των δύο επικρατειών. Τα κατάλοιπα αυτά σχηματίζουν την καταλυτική τριάδα, την οπή οξυανιόντος (με πράσινο χρώμα) και τις περιοχές δέσμευσης του υποστρώματος (με κίτρινο και μπλε χρώμα), συμπεριλαμβανομένων των σημαντικών καταλοίπων του θύλακα ειδικότητας. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

62 Σχηματικό διάγραμμα της δομής της χυμοθρυψίνης, η οποία αναδιπλώνεται σε δύο αντιπαράλληλες β-επικράτειες. Οι έξι β-κλώνοι κάθε επικράτειας χρωματίζονται με κόκκινο χρώμα, οι πλευρικές ομάδες της καταλυτικής τριάδας με σκούρο μπλε, ενώ οι δισουλφιδικές γέφυρες που συγκρατούν τις τρεις πολυπεπτιδικές αλυσίδες με μοβ. Η αλυσίδα Α (κατάλοιπα 1-13, που είναι χρωματισμένα με πράσινο) συνδέεται με την αλυσίδα Β (κατάλοιπα , που είναι χρωματισμένα με μπλε) με μία δισουλφιδική γέφυρα ανάμεσα στη Cys 1 και στη Cys 122. Η αλυσίδα Β, με τη σειρά της, συνδέεται με την αλυσίδα C (κατάλοιπα , που είναι χρωματισμένα με κίτρινο) με μία δισουλφιδική γέφυρα ανάμεσα στη Cys 136 και στη Cys 201. Οι διακεκομμένες γραμμές αναπαριστούν τα κατάλοιπα και στο ανενεργό πρόδρομο μόριο, το χυμοθρυψινογόνο. Τα κατάλοιπα αυτά αποκόπτονται κατά τη μετατροπή του χυμοθρυψινογόνου στο ενεργό ένζυμο της χυμοθρυψίνης. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

63 Οι πρωτεάσες της σερίνης Σχηματική απεικόνιση του μοτίβου αλληλεπίδρασης της ενδιάμεσης τετραεδρικής μεταβατικής κατάστασης στο στάδιο της απακυλίωσης. Τα τέσσερα σημαντικά δομικά χαρακτηριστικά των πρωτεασών σερίνης η καταλυτική τριάδα, η οπή οξυανιόντος, ο θύλακας ειδικότητας και η μη ειδική πρόσδεση του υποστρώματος σε άτομα της κύριας αλυσίδας του μορίου απεικονίζονται με κίτρινο χρώμα. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

64 Το ενεργό κέντρο Υπάρχει μία διαφοροποίηση στην υδρόφοβη εσοχή μεταξύ των ποικίλων πρωτεασών της σερίνης. 64

65 Διάγραμμα του ενεργού κέντρου της χυμοθρυψίνης, στο οποίο είναι δεσμευμένος ένας αναστολέας, ο Ac- Pro-Ala-Pro-Tyr-COOH. Στο σχήμα απεικονίζεται ο τρόπος με τον οποίο ο συγκεκριμένος αναστολέας προσδένεται στο ένζυμο σε σχέση με την καταλυτική τριάδα, το θύλακα ειδικότητας του υποστρώματος, την οπή οξυανιόντος και την περιοχή μη ειδικής δέσμευσης υποστρώματος. Ο αναστολέας χρωματίζεται με κόκκινο χρώμα. Οι δεσμοί υδρογόνου ανάμεσα στον αναστολέα και στο ένζυμο αναπαρίστανται με ραβδωτές γραμμές. (Προσαρμοσμένη από τους James M. N. G. et al., J. Mol. Biol. 144: 43-88, 1980.) Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

66 Σχηματικό διάγραμμα που απεικονίζει τους θύλακες ειδικότητας της χυμοθρυψίνης, της θρυψίνης και της ελαστάσης και επεξηγεί την προτίμηση για συγκεκριμένες πλευρικές ομάδες που γειτονεύουν με τον πεπτιδικό δεσμό που πρόκειται να διασπαστεί. Η χυμοθρυψίνη δείχνει προτίμηση για αρωματικές πλευρικές ομάδες και η θρυψίνη για θετικά φορτισμένες πλευρικές ομάδες που μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το Asp 189, το οποίο εντοπίζεται στο κάτω μέρος του θύλακα ειδικότητας. Στην ελαστάση, μέρος του θύλακα καταλαμβάνεται από πλευρικές ομάδες του ενζύμου, με αποτέλεσμα να προτιμά μικρές μη φορτισμένες πλευρικές ομάδες. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

67

68

69

70

71 Κινητικά δεδομένα για την αγρίου τύπου θρυψίνη και τα μεταλλάγματά της.τα υποστρώματα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν D-Val-Leu-Arg-αμινο φθορο-κουμαρίνη (Arg στον πίνακα) και D-Val-Leu-Lys-άμινο φθοροκουμαρίνη (Lys στον πίνακα) Για απλότητα, οι τιμές των Km και kcat έχουν κανονικοποιηθεί με βάση τις τιμές που έδωσε το αγρίου τύπου ένζυμο με το υπόστρωμα Arg. Protein Structure - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2007

72

73

74

75

76

77

78

79

80 5. Πρωτεάσες

81 Πρωτεάσες

82

83

84

85

86

87 6. Πρωτείνες που αλληλεπιδρούν με τα νουκλεϊνικά οξέα Ενδονουκλεάσες Παράγοντες Μεταγραφής

88 Μία μεγάλη οικογένεια παραγόντων μεταγραφής που ενεργοποιούνται από μικρούς υποκαταστάτες (ligands) είναι αυτή των στεροειδών /πυρηνικών υποδοχέων. Στην οικογένεια αυτή ανήκουν οι υποδοχείς στεροειδών ορμονών, ο γλυκοκορτικοειδής υποδοχέας, οι υποδοχείς ανδρογόνων, λιπόφιλων ορμονών, βιταμίνης D, ρετινοϊκού οξέος και θυροειδών ορμονών. Όλοι αυτοί οι υποδοχείς έχουν μία ομόλογη αρχιτεκτονική στις δομικές τους ενότητες με την αμινοτελική περιοχή να ποικίλλει ανάλογα με τον ιστό και την λειτουργία και να περιέχει περιοχές διμερισμού και πρόσδεσης στο DNA και την καρβοξυλοτελική περιοχή να περιέχει την περιοχή πρόσδεσης του υποκαταστάτη και ρύθμισης της ενεργοποίησης μεταγραφής. Η περιοχή πρόσδεσης στο DNA αποτελείται από δύο πολύ καλά συντηρημένους δακτύλους ψευδαργύρου όπου ο ένας οριοθετεί την έλικα αναγνώρισης του DNA και ο άλλος συμμετέχει στον διμερισμό. Η περιοχή πρόσδεσης του υποκαταστάτη είναι διμερή με ελικοειδείς δομές και μία μεγάλη κοιλότητα όπου γίνεται η επιλεκτική πρόσδεση του υποστρώματος.

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100