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本文聚焦含锚蛋白重复序列（AR）蛋白，阐述其结构、翻译后修饰，详细介绍在表观遗传（如组蛋白甲基化、与 HDACs 相互作用）和转录调控（涉及 NF-κB、Notch 信号通路等）中的关键作用，为相关研究提供重要参考。
含锚蛋白重复序列（AR）的特征
1. AR 的结构
AR 基序是真核生物蛋白中常见的重复基序，每个 AR 基序含 30 - 34 个氨基酸，部分残基高度保守。像 T - P - L - H 四肽基序在第 4 - 7 位，可形成紧密转角并起始第一个 α - 螺旋；V/I - V - X - L/V - L - L 基序（X 为亲水性氨基酸）对第二个 α - 螺旋形成至关重要，还能稳定蛋白。蛋白中 AR 基序数量从 1 到 34 不等，多数蛋白含 6 个或更少。其结合界面多由 β - 环区域和内部短螺旋构成的凹面内表面组成，但也可通过外螺旋（凸面）相互作用，且许多含 AR 蛋白在结合时会发生结构转变。
2. AR 的翻译后修饰
- 羟基化：因子抑制缺氧诱导因子（FIH）可催化缺氧诱导因子（HIF）C 末端天冬酰胺（Asn）残基的 β - 羟基化，抑制 HIF 转录活性。研究发现，FIH 也能催化含 AR 蛋白（如 NFκB/IκBα 家族蛋白、Notch 受体等）中高度保守的 Asn 残基羟基化，还发现锚蛋白 - R 的 D34 区域（锚蛋白重复序列 13 - 24）羟基化可增强其构象稳定性，并减少与 CDB3 的相互作用，且锚蛋白 - R 和锚蛋白 - B 中的天冬氨酸（Asp）残基也会被羟基化。
- S - 棕榈酰化：S - 棕榈酰化是一种可逆的翻译后修饰，由棕榈酰酰基转移酶（zDHHC PATs）催化，可调节蛋白与脂质膜的结合。锚蛋白 - G 的 N 末端 AR 结构域中的一个半胱氨酸会发生 S - 棕榈酰化，对其不同亚型（如 190kDa、270kDa 和 480kDa）在大脑中的功能有重要作用；锚蛋白 - B 的 N 末端 AR 结构域中的五个半胱氨酸经 S - 棕榈酰化修饰后，可促进电压门控钠通道 Nav 1.2 在树突中的定位。
- 磷酸化：酪蛋白激酶 2（CK2）可磷酸化 Notch 的 AR 中的丝氨酸 1901（Ser - 1901），并在苏氨酸 1898（Thr - 1898）产生第二个磷酸化位点，两者磷酸化会降低 Notch - Mastermind - CSL 三元复合物与 DNA 的结合，降低 Notch 转录活性。此外，周期蛋白依赖性激酶 5（Cdk5）可磷酸化疼痛转导离子通道 TRPA1 和肿瘤抑制因子 BARD1 的 AR，调节其活性。
含 AR 蛋白与表观遗传修饰
1. 含 AR 的组蛋白甲基转移酶：G9a 和 GLP
组蛋白甲基化包含组蛋白甲基转移酶（“写” 蛋白）、组蛋白甲基化识别蛋白（“读” 蛋白）和组蛋白去甲基化酶（“擦” 蛋白）。G9a 和 G9a 样蛋白（GLP）是著名的常染色质相关甲基转移酶，N 端有 AR 结构域，C 端有 SET 结构域。它们通过 SET 结构域的甲基转移酶活性，使组蛋白 H3K9 发生单甲基化和二甲基化（H3K9me1 和 H3K9me2），从而抑制转录。G9a 和 GLP 的 AR 结构域能特异性结合 H3K9me1 和 H3K9me2，突变会破坏其与甲基化 H3K9 的结合。此外，G9a/GLP 复合物还可通过诱导 DNA 高甲基化促进基因沉默，其 AR 结构域中的 Asp905 残基对维持细胞中 H3K9me2 水平和胚胎干细胞（ESC）分化过程中的 DNA 甲基化至关重要。
2. 与 HDACs 相互作用的含 AR 蛋白
- ANCO1（ANKRD11）：ANKO1 是一种约 300kDa 的蛋白，可与多种转录调节因子结合并调节其活性。它能与 p160 共激活因子的保守区域结合，还可与 HDACs 相互作用，降低转录激活。在乳腺癌研究中发现，ANCO1 与 HDACs 的相互作用十分关键，如核受体共激活因子 AIB1 可招募 ANCO1，进而招募 HDAC3 和 HDAC4，使启动子获得抑制性染色质标记；ANCO1 还可作为 SERPINA3 的下游效应器，通过与 HDAC3 相互作用上调其活性，影响内分泌耐药性。研究还表明，高水平的核 ANCO1 在三阴性乳腺癌（TNBC）中预示更好的预后，ANCO1 缺失会使早期 TNBC 细胞更具恶性表型。
- ANKRA2 和 RFXANK：ANKRA2 可与质膜受体 megalin 和 BKCa 钾通道相互作用，RFXANK 与 ANKRA2 同源，可正向调节 MHC II 基因表达。两者 C 端均含 AR 结构域，能与 II 类 HDACs（如 HDAC4 和 HDAC5）相互作用。ANKRA2 和 RFXANK 的 AR 结构域可识别 HDAC4、HDAC5 和 HDAC9 中的 PxLPxI/L 基序，HDAC4 中 Ser350的磷酸化会影响其与 ANKRA2 的结合，并产生 14 - 3 - 3 蛋白的结合位点，调节 HDACs 的转录抑制活性。
含 AR 蛋白与转录因子的相互作用
1. NF - κB 信号通路
NF - κB 转录因子通常以同源或异源二聚体形式发挥作用，由 RelA（p65）、RelB、c - Rel、NF - κB1（p50/p105）和 NF - κB2（p52/p100）五个亚基组成，在免疫、炎症和肿瘤发生发展等过程中起关键作用。
- IκB 家族：IκB 家族包括前体 IκB（p100/IκBδ 和 p105/IκBγ）、经典 IκB（IκBα、IκBβ 和 IκBε）和核 IκB（Bcl - 3、IkBNS、IκBζ 和 IκBη）。其 AR 结构域含 6 - 8 个 AR 基序，可介导与 NF - κB 二聚体的直接结合。如 IκBζ 的 C 端含七个 AR 基序，可与 p50/p52 在靶基因 Lcn2 上形成转录活性复合物；Bcl - 3 可稳定 NF - κB p50 同源二聚体 / DNA 复合物，抑制促炎基因表达；IκBη 含八个 AR 基序，可直接结合 NF - κB，且 AR 基序对其核定位至关重要。
- p28GANK：p28GANK是一种在肝癌中常过表达的癌蛋白，含七个 AR 基序，结构与 IκB 相似。研究发现，p28GANK可直接结合 RelA，抑制 NF - κB 的转录活性，但其具体作用机制存在争议，有研究认为它通过调节乙酰化抑制转录活性，也有研究表明它抑制 NF - κB 的 DNA 结合活性并将 RelA 从细胞核转运到细胞质。
- ASPP 蛋白：ASPP 蛋白是细胞凋亡调节因子，包括 ASPP1 和 ASPP2 促进 p53 依赖性细胞凋亡，iASPP 抑制该过程。它们的 C 端含富含脯氨酸区域、四个 AR 基序和一个 SH3 域（ANK - SH3），可介导与主要凋亡调节因子的相互作用。如 ASPP2 的 ANK - SH3 可与 NFκB 的 p65 亚基相互作用，iASPP 也有类似作用。
- NF - κB 家族自身：NF - κB 家族自身含 AR 基序，可介导与其他蛋白的相互作用。如泛素连接酶 KPC1 可结合 NF - κB p105 的 AR 结构域，促进 p105 的泛素化和加工生成 p50，进而刺激一系列肿瘤抑制因子和细胞因子的表达，发挥肿瘤抑制作用。
2. Notch 信号通路
Notch 蛋白是一种大型（300kDa）单次跨膜 I 型受体，其胞内结构域（NICD）含 RAM 结构域、无结构连接区（含核定位信号）和七个 AR 基序，C 端含 PEST 基序提供降解信号。NICD 的 AR 结构域可直接与转录因子 RBPJ 相互作用，激活下游靶基因（如 Dll4）的转录。G - 蛋白偶联受体激酶相互作用蛋白 - 1（GIT1）也含 AR 结构域，可与 NICD 的 AR 结构域竞争结合 RBPJ，抑制 NICD - Dll4 信号通路，维持茎细胞表型和血管形成。此外，Notch 调节的锚蛋白重复序列蛋白（NRARP）可作为 Notch 信号的负反馈调节因子，通过其三个 AR 基序与 NICD1 和 RBPJ 形成复合物，抑制 Notch 信号。
含 AR 蛋白介导 miRNA 的生物发生
Tankyrases（TNKS1 和 TNKS2）是聚（ADP - 核糖）聚合酶（PARP）家族蛋白，含 AR 结构域、无菌 α 基序（SAM）和 C 端催化 PARP 结构域。其五个 AR 基序形成保守的锚蛋白重复簇（ARCs），可识别参与端粒维持、Wnt/β - 连环蛋白信号通路、癌症进展和 DNA 损伤反应等过程的蛋白中的结合基序。
MicroRNAs（miRNAs）对转录后调控至关重要，其基因由 RNA 聚合酶 II 转录为初级 miRNA（pri - miRNA），再由 Microprocessor（包含 DROSHA 和 DGCR8）加工为前体 miRNA（pre - miRNA），经 exportin 5 转运到细胞质后，由 DICER 切割为成熟 miRNA。研究发现，许多参与 miRNA 生物发生的蛋白（如 DROSHA、DGCR8、XPO5 和 DICER）都有与 Tankyrase 结合的基序。Mizutani 等证实 Tankyrase 可通过 ARCs 与 DGCR8 和 DROSHA 结合，促进 pri - miRNA 加工为 pre - miRNA，虽然 DICER 也可与 Tankyrase 结合，但其生理意义尚不清楚。
结论
多数 AR 的生物学功能是介导特异性蛋白质 - 蛋白质相互作用，许多含 AR 蛋白的折叠与靶标的结合相关，如 IκBα 与 NF - κB 结合时的构象变化对调节 NF - κB 转录活性至关重要。不同含 AR 蛋白中 AR 基序对其结合伴侣表现出不同的结合特异性，可能原因包括非锚蛋白结构域影响 AR 结构域的取向、AR 基序数量不同导致结构差异以及靶序列的差异等。本文为理解含 AR 蛋白通过 AR 基序的结合特性及其在表观遗传和转录事件中的功能相关性提供了重要基础，未来还需更多生化和生物物理研究，以深入了解这些蛋白的作用机制及其在临床应用中的潜力。
