creb转录因子与学习记忆功能

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1、高骞生物科学基地班2009113051CREB与学习记忆功能关系高骞（西北大学生命科学学院,西安710069）摘要：cAMP反应原件结合蛋白（CREB）是真核生物中一种重要的核转录调节因子，可以调控启动子中具有cAMP反应原件（CRE）的基因的转录。多种细胞内信号转导通路可磷酸化激活CREB，活化的CREB又与CBP结合以发挥对下游靶基因的转录调控作用。CREB与中枢神经系统密切相关，能调节学习与记忆的功能。关键词：cAMP反应原件结合蛋白；CREB结合蛋白；cAMP反应原件；转录调控；学习记忆TheRelationshipbetweenCR

2、EBandfunctionoflearningandmemoryGaoQian(theCollegeofLifeSciences,NorthwestUniversity,Xi'an，710069)Abstract:ThecAMPresponseelement-bindingprotein(CREB)isatranscriptionfactorineukaryoteandplaysimportantrolesintheregulationsoftranscriptionofgeneswhosepromoterhasacAMPresponsive

3、element(CRE).CREBisactivatedbyphosphorylationmediatedbyseveralsignaltransductionpathwayswithincells.ThenCREBassociateswiththeCREB-bindingprotein(CBP)toregulatethedownstreamspecificgenes'expression.CREBiscloselyrelatedtothecentralnervoussystem,whichcancontrolthefunctionoflea

4、ringandmemory.Keywords：CREB;CBP;CRE;Transcriptionregulation;LearningandmemorycAMP反应原件结合蛋白（cAMPresponseelement-bindingprotein,CREB）是Montming等人首先发现并命名的一种与记忆形成有密切关系的功能蛋白。近年来，对这种蛋白的深入研究表明，CREB在一些神经生理活动如神经元的再生、发育，突触的形成及可塑性等方面起到了关键性的调控作用。因此，深入认识CREB与中枢神经系统的相互作用关系，理清它在中枢神经系统的作用与地位

5、，对进一步探索学习与记忆的内在机制，开发新型健脑高骞生物科学基地班2009113051保健品和治疗脑神经性疾病等方面具有重要的现实意义。1.CREB蛋白的结构CREB在其C端具有一碱性亮氨酸拉链模体，属于bZIP（basicleucinezippermotif,bZIP）超家族。CREB亚家族共有三个成员，除CREB外，还有cAMP响应元件调节蛋白（cAMPresponseelementmodulatoryprotein,CREM）和激活转录因子-1（activatedtranscriptionfactor,ATF-1）。CREB共有341个

6、氨基酸残基，从N端到C端几个主要的结构域为：Q1、KID、Q2、碱性区、亮氨酸拉链模体[1]。激酶诱导结构域(kinaseinduceddomain,KID）具有若干个供蛋白激酶作用的磷酸化位点，其中最重要的是Ser133，蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）可磷酸化此位点而赋予CREB转录激活功能[2]。而钙调蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）还可磷酸化Ser142,，结果抑制了CREB的转录活性[3]。在CREB的C末端，具有碱性亮氨酸拉链模体，它包括两个功能区域：1.碱性区富含正电荷氨基酸，负责与靶基因启动子上的cAMP响应元件（cAMPr

7、esponseelement,CRE）结合；2.亮氨酸拉链可介导CREB亚家族成员之间同源或异源二聚体的形成，不同类别的二聚体以大概相同的的亲和性结合于CRE上[4]。谷氨酰胺富集区在转录的诱导过程中也有一定的作用。KID磷酸化是CREB转录的关键条件，活化的CREB通过一系列变构机制，暴露出两侧的谷氨酰胺富集区Q1和Q2，诱导转录的发生[1]。谷氨酰胺富集区Q1激酶诱导结构域KID谷氨酰胺富集区Q2碱性区亮氨酸拉链N端C端CBP结合结构域CRE结合结构域+++LLL图1.CREB结构示意图2.CREB辅激活因子CBP更加深入的研究表明，仅有

8、活化的CREB不足以起始转录过程的发生，CREB发挥转录调节作用还依赖于一种辅转录激活因子CBP的存在[5]。在细胞的静息状态下，磷酸化和非磷酸化形式的CREB均可