rho因子的作用机制?具体怎么作用的?

ρ因子是E.coli 的一种基本蛋白质,只在终止阶段发挥作用.其分子量约46kD,可能活性形式为六聚体(275kD),作为RNA聚合酶的辅助因子行使功能.体外实验其最大活性是约为RNA 聚合酶浓度的10%.
E.coli 的ρ-依赖型终止子相对较少；大多数已知的ρ-依赖型终止子是在噬菌体基因组中发现的.ρ-依赖型终止作用所需的序列长50~90 个碱基,位于终止子上游.它们的共同特征是RNA 富含C 残基而G 残基很少.举例如图9.28：C 为最常见残基(41%),G 是最不常见残基(14%).总的来说,一个ρ-依赖型终止子的中止效率随“富C/少G”区域的长度而增加.
ρ因子是通过识别DNA、RNA 或RNA 聚合酶起作用的吗?ρ有ATP 酶活性,但这种活性依赖于RNA,需要一个大于50个碱基的多聚核糖核酸的存在.提示ρ与RNA结合.可能每个ρ因子作用于单一的RNA底物.其“热追踪(Hot pursuit)”模型,这种模型假设ρ因子与新生RNA链的终止子上游某位点结合.这可能需要特殊序列,粘附仅发生在游离5¢末端或其它暴露序列,然后ρ因子沿mRNA 转位.
ρ是如何赶上RNA 聚合酶呢?一种可能性是ρ因子沿RNA 的移动比聚合酶沿DNA的速度快.当酶遇到终止子时就暂停,如果ρ在此处追赶上,则终止发生.
ρ因子是直接作用于DNA-RNA 的交界而释放转录产物,还是通过与RNA 聚合酶作用间接引起RNA 释放呢?在没有RNA 聚合酶时,ρ因子有5¢~3¢螺旋酶的作用,能使RNA-DNA 杂交链分离.此反应的能量由ATP 提供.
这种能力提示ρ因子能直接在转录泡内接近RNA-DNA杂交链并使其解旋.无论是作为这种解旋的结果,还是因为ρ和RNA 聚合酶之间的相互作用,终止过程完成后,ρ因子和RNA 聚合酶都要从核核酸链上释放出来.
ρ因子沿RNA 移动的想法引发了一个关于转录与翻译之间联系的重要预测.ρ必须首先有结合RNA 的机会,然后沿RNA 移动.如果核糖体正在翻译一条RNA,则这些情况将被阻断.所以,ρ因子接近终止子处RNA 聚合酶的能力依赖于翻译过程的发生.此模型解释了一个另人迷惑的现象.有时,转录单位的一个基因发生无义突变(Nonsense mutation),可以阻止此单位中后续基因的表达,这种影响被称为“极性(Polarity)”.
这种情况发生的常见原因是不能产生与转录单位中“后续(远的)”基因相对应的mRNA.假设在转录单位中有ρ-依赖型终止子,即它常在终止子前被使用.正常情况下,较早的终止子不被使用,因为核糖体阻止ρ因子到达RNA 聚合酶.但无意义突变使核糖体释放,于是ρ能够*结合和/或沿mRNA 移动,使它能够作用于终止子上的RNA 聚合酶,酶被释放,转录单位远端区域不被表达.一些有延伸的二级结构的RNA 不受极性影响而被保留,可能这种结构阻止了ρ粘附或移动.
ρ因子的突变在影响终止方面差异很大,影响的基本结果是终止失败.从体内通读的百分率可以看出,失败的影响到底有多大,要看特定的靶位点.与之相似,体外实验对ρ因子的依赖也各不相同.一些终止子(ρ-依赖型)需要相对高浓度的ρ因子,而其它的仅需要在很低水平起作用.这提示不同终止子需要不同水平的ρ因子.这也就解释了突变体中ρ因子的残基水平为什么不同(ρ突变物通常是渗漏的).
一些ρ突变可被其它基因的突变所抑制.这就为确定与ρ相互作用的蛋白质提供了很好的途径.RNA聚合酶的β亚基受两种类型突变的影响.第一,rpoB 基因的突变能使ρ-依赖型终止减少.第二,在ρ突变的细菌中,rpoB的突变能恢复聚合酶在ρ-依赖型终止转录的能力.